为探究锥形桩冻拔特性演变特征及抗拔机理，研发锥形桩抗冻拔性能测试装置，开展单向冻结下锥形桩冻拔试验，分析桩体材质、锥角、桩周土含水率及冻融循环对锥形桩冻拔性能的影响规律，讨论锥形桩抗拔机理。表明：同等条件下，桩体冻拔位移随锥角增大呈指数形式递减；随冻融循环次数增大，直柱桩冻拔位移增长速率呈半对数形式增长，而锥形桩变化不明显；桩体材质对锥形桩冻拔特性影响显著，且木质桩体会发生融拔现象；单向冻结过程中桩周土内部水分由底部向上迁移，初始含水率越大，水分迁移越明显，桩体冻拔位移越大，但含水率对冻拔位移影响程度弱于锥角；桩周土冻结过程中冻深增大，桩体表面切向冻胀力增大、法向冻胀力由压应力逐渐减小并转换为拉应力，当上述两个力分别大于桩土切向冻结强度和极限法向抗拉强度时，桩体发生冻拔。综合考虑抗冻拔、经济性及对冻土保护，抗冻拔锥形桩锥角宜设计为7°～9°，但仍需考虑桩深参数。
为探究锥形桩冻拔特性演变特征及抗拔机理，研发锥形桩抗冻拔性能测试装置，开展单向冻结下锥形桩冻拔试验，分析桩体材质、锥角、桩周土含水率及冻融循环对锥形桩冻拔性能的影响规律，讨论锥形桩抗拔机理。表明：同等条件下，桩体冻拔位移随锥角增大呈指数形式递减；随冻融循环次数增大，直柱桩冻拔位移增长速率呈半对数形式增长，而锥形桩变化不明显；桩体材质对锥形桩冻拔特性影响显著，且木质桩体会发生融拔现象；单向冻结过程中桩周土内部水分由底部向上迁移，初始含水率越大，水分迁移越明显，桩体冻拔位移越大，但含水率对冻拔位移影响程度弱于锥角；桩周土冻结过程中冻深增大，桩体表面切向冻胀力增大、法向冻胀力由压应力逐渐减小并转换为拉应力，当上述两个力分别大于桩土切向冻结强度和极限法向抗拉强度时，桩体发生冻拔。综合考虑抗冻拔、经济性及对冻土保护，抗冻拔锥形桩锥角宜设计为7°～9°，但仍需考虑桩深参数。
为探究锥形桩冻拔特性演变特征及抗拔机理，研发锥形桩抗冻拔性能测试装置，开展单向冻结下锥形桩冻拔试验，分析桩体材质、锥角、桩周土含水率及冻融循环对锥形桩冻拔性能的影响规律，讨论锥形桩抗拔机理。表明：同等条件下，桩体冻拔位移随锥角增大呈指数形式递减；随冻融循环次数增大，直柱桩冻拔位移增长速率呈半对数形式增长，而锥形桩变化不明显；桩体材质对锥形桩冻拔特性影响显著，且木质桩体会发生融拔现象；单向冻结过程中桩周土内部水分由底部向上迁移，初始含水率越大，水分迁移越明显，桩体冻拔位移越大，但含水率对冻拔位移影响程度弱于锥角；桩周土冻结过程中冻深增大，桩体表面切向冻胀力增大、法向冻胀力由压应力逐渐减小并转换为拉应力，当上述两个力分别大于桩土切向冻结强度和极限法向抗拉强度时，桩体发生冻拔。综合考虑抗冻拔、经济性及对冻土保护，抗冻拔锥形桩锥角宜设计为7°～9°，但仍需考虑桩深参数。
为探究锥形桩冻拔特性演变特征及抗拔机理，研发锥形桩抗冻拔性能测试装置，开展单向冻结下锥形桩冻拔试验，分析桩体材质、锥角、桩周土含水率及冻融循环对锥形桩冻拔性能的影响规律，讨论锥形桩抗拔机理。表明：同等条件下，桩体冻拔位移随锥角增大呈指数形式递减；随冻融循环次数增大，直柱桩冻拔位移增长速率呈半对数形式增长，而锥形桩变化不明显；桩体材质对锥形桩冻拔特性影响显著，且木质桩体会发生融拔现象；单向冻结过程中桩周土内部水分由底部向上迁移，初始含水率越大，水分迁移越明显，桩体冻拔位移越大，但含水率对冻拔位移影响程度弱于锥角；桩周土冻结过程中冻深增大，桩体表面切向冻胀力增大、法向冻胀力由压应力逐渐减小并转换为拉应力，当上述两个力分别大于桩土切向冻结强度和极限法向抗拉强度时，桩体发生冻拔。综合考虑抗冻拔、经济性及对冻土保护，抗冻拔锥形桩锥角宜设计为7°～9°，但仍需考虑桩深参数。
为探究锥形桩冻拔特性演变特征及抗拔机理，研发锥形桩抗冻拔性能测试装置，开展单向冻结下锥形桩冻拔试验，分析桩体材质、锥角、桩周土含水率及冻融循环对锥形桩冻拔性能的影响规律，讨论锥形桩抗拔机理。表明：同等条件下，桩体冻拔位移随锥角增大呈指数形式递减；随冻融循环次数增大，直柱桩冻拔位移增长速率呈半对数形式增长，而锥形桩变化不明显；桩体材质对锥形桩冻拔特性影响显著，且木质桩体会发生融拔现象；单向冻结过程中桩周土内部水分由底部向上迁移，初始含水率越大，水分迁移越明显，桩体冻拔位移越大，但含水率对冻拔位移影响程度弱于锥角；桩周土冻结过程中冻深增大，桩体表面切向冻胀力增大、法向冻胀力由压应力逐渐减小并转换为拉应力，当上述两个力分别大于桩土切向冻结强度和极限法向抗拉强度时，桩体发生冻拔。综合考虑抗冻拔、经济性及对冻土保护，抗冻拔锥形桩锥角宜设计为7°～9°，但仍需考虑桩深参数。
地下水浅埋或窄深式衬砌渠道，渠顶竖向冻胀对渠道低温稳定性影响较大，容易产生衬砌断裂、整体上抬冻害，而现有渠道冻胀工程力学模型仅分析渠坡法向冻胀。该研究考虑了渠顶竖向冻胀引起的冻拔与渠坡法向冻胀共同作用，建立了考虑冻拔的渠道冻胀工程力学模型。以冻胀敏感土质为例，应用渠道水–热–力三场耦合数值模拟，研究不同渠坡倾角、不同宽深比、不同地下水位条件下冻胀情况，以探明渠道衬砌冻拔机理，明确冻拔产生时竖向与法向冻胀分布规律。提出了冻拔破坏发生的临界坡长、临界地下水位、冻拔危险位置计算方法，同时给出了冻拔状态下渠道衬砌板内力、渠坡抗冻拔强度等计算方法。结果表明：衬砌冻拔最大拉应力与冻深和渠坡倾角正相关，与地下水位负相关。经数值模型验证，最大拉应力误差为1.5%，冻拔位置误差在16.01%以内。宁夏灌区土质条件下，冻结线半径函数斜率范围为1.047～4.040。模型解释了小型渠道易整体冻拔上抬及宽浅式渠道抗冻拔优越的原因，可以对渠道衬砌抗冻胀结构进行定量分析，为工程设计、规范修订提供参考。
地下水浅埋或窄深式衬砌渠道，渠顶竖向冻胀对渠道低温稳定性影响较大，容易产生衬砌断裂、整体上抬冻害，而现有渠道冻胀工程力学模型仅分析渠坡法向冻胀。该研究考虑了渠顶竖向冻胀引起的冻拔与渠坡法向冻胀共同作用，建立了考虑冻拔的渠道冻胀工程力学模型。以冻胀敏感土质为例，应用渠道水–热–力三场耦合数值模拟，研究不同渠坡倾角、不同宽深比、不同地下水位条件下冻胀情况，以探明渠道衬砌冻拔机理，明确冻拔产生时竖向与法向冻胀分布规律。提出了冻拔破坏发生的临界坡长、临界地下水位、冻拔危险位置计算方法，同时给出了冻拔状态下渠道衬砌板内力、渠坡抗冻拔强度等计算方法。结果表明：衬砌冻拔最大拉应力与冻深和渠坡倾角正相关，与地下水位负相关。经数值模型验证，最大拉应力误差为1.5%，冻拔位置误差在16.01%以内。宁夏灌区土质条件下，冻结线半径函数斜率范围为1.047～4.040。模型解释了小型渠道易整体冻拔上抬及宽浅式渠道抗冻拔优越的原因，可以对渠道衬砌抗冻胀结构进行定量分析，为工程设计、规范修订提供参考。
地下水浅埋或窄深式衬砌渠道，渠顶竖向冻胀对渠道低温稳定性影响较大，容易产生衬砌断裂、整体上抬冻害，而现有渠道冻胀工程力学模型仅分析渠坡法向冻胀。该研究考虑了渠顶竖向冻胀引起的冻拔与渠坡法向冻胀共同作用，建立了考虑冻拔的渠道冻胀工程力学模型。以冻胀敏感土质为例，应用渠道水–热–力三场耦合数值模拟，研究不同渠坡倾角、不同宽深比、不同地下水位条件下冻胀情况，以探明渠道衬砌冻拔机理，明确冻拔产生时竖向与法向冻胀分布规律。提出了冻拔破坏发生的临界坡长、临界地下水位、冻拔危险位置计算方法，同时给出了冻拔状态下渠道衬砌板内力、渠坡抗冻拔强度等计算方法。结果表明：衬砌冻拔最大拉应力与冻深和渠坡倾角正相关，与地下水位负相关。经数值模型验证，最大拉应力误差为1.5%，冻拔位置误差在16.01%以内。宁夏灌区土质条件下，冻结线半径函数斜率范围为1.047～4.040。模型解释了小型渠道易整体冻拔上抬及宽浅式渠道抗冻拔优越的原因，可以对渠道衬砌抗冻胀结构进行定量分析，为工程设计、规范修订提供参考。
冻拔破坏是冻土区输电线工程中桩基础的普遍破坏形式之一，使用具有抗拔特性的桩是防治桩冻拔破坏的常用手段，其中锥形桩、螺旋桩应用较为广泛。锥形桩具有上小下大的结构形式，螺旋桩通过叶片改变桩-土作用方式，均可提高基桩的抗拔能力。本研究从桩型这一角度出发，从实验、理论、工程应用等方面对国内外研究成果进行系统总结。根据桩型的特点尝试提出改进思路，以期为寒区桩基的长期使用提供技术支撑。
冻拔破坏是冻土区输电线工程中桩基础的普遍破坏形式之一，使用具有抗拔特性的桩是防治桩冻拔破坏的常用手段，其中锥形桩、螺旋桩应用较为广泛。锥形桩具有上小下大的结构形式，螺旋桩通过叶片改变桩-土作用方式，均可提高基桩的抗拔能力。本研究从桩型这一角度出发，从实验、理论、工程应用等方面对国内外研究成果进行系统总结。根据桩型的特点尝试提出改进思路，以期为寒区桩基的长期使用提供技术支撑。
