水热条件对冻融土电阻率及击穿特性影响研究

我国冻土面积占国土面积的一半以上,存在大量冻融土与雷暴共存区域,直接影响电力系统接地性能。首先,分析了冻融土的导电机理,构建了冻融土的导电模型;其次,设计并搭建了冻融土电阻率与电击穿特性试验平台;最后,对我国4种冻土区典型土壤和细砂进行试验,测量土壤电阻率、临界击穿场强随水热条件变化数据,并分析变化产生的本质原因。试验结果表明:水热条件对冻融土电阻率和临界击穿场强的影响可分为冻土段、冻融土混合段和融土段;电阻率ρ和临界击穿场强Ec都随着温度的升高而降低,但只在冻融土混合段发生跳变。

时域反射仪在寒区冻融土参数测试中的应用

近２０多年来，时域反射仪（ＴＤＲ）在土壤参数测试中已取得了长足的进步，特别是在土壤含水量等测试方面具有很大的实用价值和前景．文章大致介绍了国外在这一方面的研究概况和进展，对其参数测试的内容和精度作了简介．

复杂地表条件下冻融土的微波辐射特性模拟及判别分析

针对AMSR-E数据的新特点,在HUT积雪辐射模型的基础上,增加冻土介电模型计算冻融土的介电常数,并使用AIEM模型描述地表的散射特性,建立寒区地表微波辐射模型,对寒区6种典型环境的微波辐射进行了模拟.结果表明:使用36.5 V的亮温以及6.925 H、10.65 H、18.7 H与36.5 V的亮温比分别衡量地表温度和发射率的变化,最能体现地表土壤的冻融变化特征.通过Fisher判别分析,建立了复杂地表条件下的冻融土判别算法,并使用微波辐射计观测数据进行修正.AMSR-E星载数据的验证结果表明,该判别算法能够有效区分较长时间序列和大范围的地表冻融状态,是一种可靠的判别模式.

人工冻融土物理力学性能研究

研究了原状土与人工冻融土的密度、干密度、含水量、饱和度、孔隙比、塑限、液限、塑性指数、液性指数、渗透系数等物理指标 ,以及抗剪强度、无侧限抗压强度、压缩模量等力学指标的差异性 .土冻融后 ,密度、干密度及塑性指数略有降低 ,孔隙比、液性指数略有增大 ,而其它物理指标基本一致 .粘土冻融后 ,渗透性大大增加 ,为原状土的 3～ 10倍 ,而砂土仅略有增大 .粘土冻融后无侧限抗压强度是原状土的 1/ 3～ 1/ 2 ,灵敏度降低 ,其结果对冻结法向市政岩土工程的应用推广具有重要意义 .

正融土无侧限抗压试验研究

采用SLB-1型应力应变三轴仪,对正融土进行了无侧限抗压试验,研究了冻前含水率、顶端冷却温度和顶端融化温度对土样的应力应变和强度特性的影响。试验结果表明:①在相同顶端冷却温度和相同顶端融化温度下,最优含水率下制备的土样具有最高的强度,且正融土样破坏时的强度和冻前含水率之间的关系可以用高次多项式来描述;②在相同冻前含水率和相同顶端融化温度下,土样破坏时的强度随顶端冷却温度的降低而增大,破坏时的应变也增加;③在相同顶端冷却温度下,高含水率土样在较大的应变下出现破坏;低含水率土样在较小的应变下出现破坏;④文中给出的正融土样的无侧限抗压应力应变关系表达式和试验数据吻合很好,可以在实际工程中加以推广应用。

重金属元素在冻土与融土中迁移的对比试验

随着寒区经济的发展,冻土地区的矿山开采活动不断加剧,随之产生的重金属污染问题也越来越严重。冻土地区生态环境脆弱,一旦受到破坏就很难恢复。针对此问题,室内模拟了尾矿矿渣在冻土与融土中的填埋及其对填埋场周边土体的影响,通过检测填埋场各处土壤的温度、含水量以及重金属元素的含量,发现温度和水分对重金属元素的迁移影响很大。土壤温度越低,重金属元素的迁移越慢;在温度梯度的作用下,重金属元素均随着水分从土体的暖端向冷端迁徙并聚集于冻结锋面。重金属元素在冻土中的迁移比融土中慢,表明冻土环境不利于重金属元素的迁移。在土壤质地、温度和含水量等相同的情况下,Zn的迁移性较强,Pb和Cu的迁移性相对较弱。

青藏铁路路基中正融土斜坡稳定性分析

冻土斜坡稳定性问题出现于20世纪50年代的极地地区,青藏铁路的建设,提出了高原地区斜坡稳定性课题。目前,常用的有5种正融土斜坡稳定性分析的方法,均以极限平衡法为依据。根据分析认为,Pufahl[1]的分析方法比较适合高原地区的正融土斜坡稳定性。该方法认为,冻土斜坡失稳的主要原因归咎于土中的孔隙水压力。水压力包括以下3个主要方面,即渗透压力、由自重引起的固结压力和融化固结引起的固结压力。笔者利用非饱和理论,引用孔隙水压力P1和孔隙气压力P2表达在冻土边坡稳定性分析中,提出用相应的冻土斜坡稳定性分析方法。

冻土与融土中生活垃圾填埋处理的试验研究

试验模拟了冻土及融土中生活垃圾的填埋对于周边土体的影响,通过检测填埋场各点处土壤含水量、温度、含盐量和有机质的含量,认为水分运移是影响可溶盐离子迁移的主要因素,盐分与水分的分布具有很好的一致性;温度对盐离子的迁移及有机质的分解有很大影响,温度越高,盐离子的迁移及有机质的分解速率越快。冻土环境不利于可溶盐离子及有机质的迁移与分解,冻土中各点含盐量及有机质含量高于融土。

原状土与冻融土物理力学性能差异性研究

研究了原状上与冻融土的密度、于密度、含水量、饱和度、孔隙比、塑限、液限、塑性指数、液性指数、渗透系数等物理指标，以及抗剪强度、无侧限抗压强度、压缩模量等力学指标的差异性，并讨论了这些差异对工程设计的影响。

淮南刘庄煤矿地基人工冻融土工程性质与中微观结构之间关系研究

本文以淮南刘庄煤矿主井地基的人工冻融土为研究对象,以偏光显微镜,扫描电镜(SEM)为主要研究手段,研究分析了人工冻融土与原状土的中微观结构、冻融前后的中微观结构的变化规律及内在原因。此外,还研究分析了人工冻融土冻融前后的中微观结构及其变化与人工冻融土的物理、力学、工程性质之间的关系。研究显示中微观结构对人工冻融土的物理、力学、工程性质有很大的影响,冻融前后中微观结构的变化受到土的种类、埋深、原状土的中微观结构等因素的影响,且冻融前后的中微观结构的变化在一定程度上主导了冻融前后的物理、力学、工程性质的改变。

冻融土工程特性的试验研究

通过对原状土和冻融土的物理、力学性能的试验研究 ,得知土冻结融化后其物理、力学性能发生了很大的改变 :孔隙比、压缩系数、渗透性明显增大 ,单轴和三轴抗剪强度等明显降低。并对这些变化进行了比较分析 。

上海第④层冻土和融土无侧限抗压强度

以上海地区第④层淤泥质粘土冻融前后无侧限抗压强度为对象,展开实验研究,得到了5种温度(-5、-10、-15、-20、-30℃)下冻融前后无侧限抗压强度的变化关系,并对比分析;随温度的降低,融土无侧限抗压强度的变化速度小于人工冻土的无侧限抗压强度增加速度。运用损伤力学中损伤值的计算公式,计算出不同温度下冻融土的损失值,二者有较好的线性关系。

淮南刘庄煤矿人工冻融土的冻胀与融沉研究

安徽淮南刘庄煤矿主井井塔地基工程采用了人工冻结法施工,因而主井井塔地基土发生冻胀和融沉的变化。为了工程的安全和井塔的稳定,本文对主井井塔地基的人工冻融土进行了冻胀和融沉模拟试验,并对试验数据进行分析和计算。本文对人工冻融土冻胀与融沉性质的研究,填补了我国在这方面研究的不足,为今后该方面的工程施工提供了参考依据。

人工冻融土地基极限承载力模型试验

为了减小人工冻结法带来的负面影响和扩展其应用范围 ,通过模型试验研究了冻融土地基极限承载力的变化规律。

高压正融土与结构接触面剪切力学特性试验研究

为探究高压条件下正融土与结构接触面剪切力学特性,利用改进的DRS-1高压直剪试验系统开展了正融土-结构面直剪试验研究。结果表明,高压正融土-结构接触面剪切强度受法向压力和解冻程度等因素影响显著,接触面峰值剪切强度和残余剪切强度均随法向应力的增加而增大,其中峰值剪切强度变化速率与解冻温度相关性较小(介于0.36~0.46,平均值为0.43),而残余剪切强度变化速率随解冻温度升高增大明显(试验条件下解冻温度T_(thaw)=-10、-5℃,平均斜率为0.26;T_(thaw)=-2、+0~3℃,平均斜率为0.49)。高应力下接触面峰值剪切强度随法向应力的增大速率约为低应力水平下的2/5,高、低应力水平的分界应力范围为1~3 MPa。接触面剪切应力-位移关系曲线形态随解冻温度升高由具有明显剪切应力峰值点的应变软化特征转变过渡至应变硬化特征,且解冻温度较低时归一化接触面峰值剪切强度也逐渐降低,而随着解冻温度的进一步升高,归一化峰值剪切强度不同法向应力结果之间差异减小,有汇聚的现象。

正融土-混凝土接触面力学性质分析

为研究正融土-混凝土接触面力学性质,采用应变式直剪仪分别开展了3种含水率条件下冻结和常温环境粉质黏土-混凝土接触面直剪试验。分析了不同含水率、常温和冻结环境、不同法向荷载作用下粉质黏土-混凝土界面力学性质。结果表明:剪应力-位移曲线呈现明显的四阶段分布;影响其界面性质的因素为冻结情况、土壤含水率、法向压力;常温土-混凝土的剪切曲线呈弹塑性变形,没有明显峰值,正融土-混凝土接触面的剪切过程存在明显峰值。正融土-混凝土界面剪切强度始终小于正融土剪切强度;剪切过程的平稳阶段黏聚力和内摩擦角相比其他阶段偏小。

淮南刘庄煤矿主井人工冻融土桩基稳定性分析

淮南刘庄煤矿主井井塔工程采用了人工冻融土地基,而人工冻融土在冻结和融化过程中各项物理力学性质指标、单桩、群桩承载力均发生了较大改变。文章通过计算,得到单桩竖向承载力、单桩水平承载力、群桩承载力以及桩基沉降量来分析桩基的稳定性。计算和分析结果对工程建设具有较重要的指导作用。

人工冻融土的物理力学性能实验研究

本试验严格执行中华人民共和国国家标准《土工试验方法标准》(GB/T50123-1999)。按要求具体试验项目有:密度试验、含水率试验、渗透试验、孔隙比、塑限试验;土粒比重试验、无侧限抗压强度试验、直接剪切试验。

人工冻融土地层中桩基的应力测试与分析

文章通过人工冻融土地层中桩基的应力测试,介绍了钢筋应力计与压力盒的安装、检测及数据整理方法,根据检测数据分析结果,得出桩基轴力、桩侧摩阻力及桩端阻力随时间的变化规律,为人工冻融土地层中桩基础设计、施工及建(构)筑物安全评价提供可靠的依据。

从车集井口房设计谈冻融土地基的建筑结构设计

近几年永夏矿区采用厚土深层冻结法开凿井筒方法施工，冻融土地基的建筑投入使用后，由于地基的不均匀沉降造成墙体开裂等。本文结合一个井口房设计，探讨冻融土地基的建筑结构设计问题。