补水条件下膨润土改性黄土的一维冻融效应研究

膨润土可改善黄土的抗渗性,但对土的强度也会产生影响。以膨润土掺量为变量,设计膨润土改性黄土补水条件下的冻融试验方案,分析冻融循环下膨润土对黄土的影响。结果表明:饱和度不变的情况下,膨润土掺量对冻胀率和融沉系数影响明显,冻胀率与融沉系数在5次冻融循环内变化较大,5次冻融循环以后趋于稳定状态。利用膨润土改善黄土的抗冻性,不会对黄土强度产生明显的不利影响。

地铁联络通道冻结壁冻融灾害效应及其平均温度预测

冻结法因具有施工方便、强度高、防水效果好及对土体扰动小等优点在软土地区地铁联络通道施工中获得广泛应用。冻结壁平均温度作为衡量冻结效果的重要参数之一,其解析公式求解较为复杂,在实际工程中难以应用。建立了包括冻结管断裂灾害、隧道收敛变形灾害、冻结帷幕收敛变形灾害、冻结帷幕透水灾害和融沉灾害的地铁联络通道冻结壁冻融灾害链式效应机制,并考虑多种布管方案,采用冻结壁平均温度等效梯形法建立完整数据集,利用神经网络的高度非线性特征,建立能同时预测单排、双排和多排(n>3)布管形式下冻结壁平均温度的神经网络预测模型。研究结果表明,基于完整数据集构建的冻结壁平均温度神经网络预测模型能有效地反映不同冻结管布置参数和冻结壁厚度等参数与冻结壁平均温度之间的关系;冻结壁平均温度均随冻结管排数和冻结壁厚度增大而逐渐降低,随盐水温度、冻结管间距和排距增大而逐渐升高。

双梯度驱动的非饱和冻土水热耦合模型

青藏高原冻土地区的地质灾害与冻土因冻融作用引起的水分重分布密切相关,其实质是复杂水热耦合作用的结果。已有的冻土水热耦合模型较多关注未冻水含量梯度驱动引起的水分迁移过程,而缺乏对温度梯度驱动效应的探讨。基于经典热传导方程和非饱和土体渗流理论,考虑未冻水含量梯度和温度梯度的共同作用,建立了双梯度联合驱动作用下的非饱和冻土水热耦合模型。在采用已有试验数据对模型有效性进行验证的基础上,分别对-5、-10和-15℃3种环境气温条件下土体的水热响应开展了数值模拟。结果表明:温度梯度在冻结过程中对于水分迁移的驱动作用不可忽略;冻结过程中由于冰水相变释放潜热造成冻结速率逐渐减慢;土中水分聚集的位置处于冻结初期形成的冻结锋面处,且外界气温越低,内外温差越大,则土体水分发生聚集的位置越深,水分迁移量相对也越大,冻结过程中土体水分随深度呈S型分布;-5、-10和-15℃环境温度下含水率极值分别位于0.30、0.55和0.70 m深度处,含水率增量分别为3.5%、4.6%和5.5%。

高寒地区冷却塔混凝土的冻融防治技术

混凝土是建筑工程中应用最广泛、用量最大的一种施工材料;由于施工技术限制和混凝土自身的相关特性,高寒地区冷却塔混凝土结构在使用过程中出现开裂、剥落、缺损等质量通病较为普遍,为生产装置安、稳、长、满、优的运行埋下了隐患。因此,本文分析了影响混凝土抗冻性的因素,包括水胶比、粗骨料、含气量和外加剂。混凝土抗冻的方式存在差异。针对冻融环境下混凝土的耐久性问题,本文对高寒地区冷却塔混凝土的冻融防治技术进行了研究分析。