通过对内蒙古自治区呼伦贝尔市牙克石市免渡河扎敦水库场地进行地质测绘、地质钻探、地温观测、室内土工试验等,探索该区域多年冻土类型、分布范围、分布特征、厚度、上下限深度及其与地质-地理环境的相互关系,并根据多年冻土层的物质成分、含冰量、物理性质、力学性质和热物理性质,研究冻土工程特性的影响因素,冻土的冻胀性、融沉性及其变化特征。
中俄原油管线漠河—大庆段管道工程50%左右为多年冻土区,土体的冻胀对工程的危害性很大,会导致道路发生冻融破坏,铁轨及房屋的不均匀沉降,以及输油管线的破坏。因此,本文研究了不同地形地貌的冻土天然含水率对其冻胀性的影响,提出了不同地貌冻土的冻胀等级与含水率的关系。研究结果发现土体的含水率、颗粒大小、温度、矿物成分等因素对于冻土冻胀性均有影响,而土中的含水率对土冻胀性的影响最大,为了防止这些工程灾害的出现,对冻土冻胀性的研究具有深远意义。
高温冻土在我国广泛分布,土的冻胀性是引起渠道等灌溉系统破坏的重要原因。通过现场取样制备高温冻土样品,开展力学特性测试,分析其单轴抗压强度、抗剪强度和冻胀性随温度的变化规律。研究结果表明:温度越低,高温冻土进入塑性状态后的峰值应力和峰值点应变就越大,且峰值后的应变软化现象越明显;高温冻土的内聚力和内摩擦角均与温度成"指数递增式"减小关系;当含水率小于10%时,高温冻土基本不发生冻胀,而当含水率大于10%时,高温冻土冻胀率与其含水率成"指数递增式"增长关系,与温度成"指数递增式"减小关系。
通过分析土影响季节性冻土地区路基冻胀的影响因素,如水分和温度,提出了一种在冻土路基中设置隔离层的方法,并具体给出隔离层中,隔热层和隔水层的设置位置和厚度。
以某水利枢纽多年冻土为例,在工程地质勘察的基础上,结合冻土土工试验和地温观测数据,分析工程区多年冻土的分布范围和特征、冻胀性、融沉性、热学性质等主要的工程地质问题,并提出了相应的地基基础设计方案。
当前,我国的水利工程建设数量越来越多,同时水利工程建设的规模也越来越大,在这样的情况下,一些季节冻土区也开始了水利工程的建设工作,但是季节冻土区在自然条件方面存在着一定的特殊性,其在基础设计方面也需要做出适当的调整,因此,我们也需要对此加以全面的关注和重视。本文主要分析了季节冻土区水利工程基础设计,以供参考和借鉴。
由于常年冻土,我国高原地区路基的热平衡状态失调,路基变形情况十分严重。根据冻土地区的施工特点,从其冻胀性、融沉性和冻融过程出发,对常年冻土地区的路基情况进行实地分析和考察,并研究出相应的控制对策。
淮南顾桥煤矿东风井采用冻结法施工,为了提供表土层冻结参数以进行矿井设计,本文对风井井筒孔检查孔所取土样进行了人工冻结的单轴抗压强度、冻胀性能以及结冰温度试验研究,得到了其应力-应变、冻胀力和结冰温度等参数,试验结果为淮南类似矿井建设提供了设计基础。
高原常年冻土地区公路设计与施工时,路段实地调查时的3个技术环节与内容有:路面状况调查、钻芯取样及弯沉。研究路基冻融特性及冻融过程,认识冻融变形发生、发展规律,可为防止或控制路基变形提供理论依据。调查分析表明,常年冻土地区路基的变形损坏非常严重,这与常年冻土热平衡状态的变化直接相关。针对常年冻土地区公路工程设计与施工特点,主要应分析路基冻土的融沉性、冻胀性及冻融过程。就常年冻土地区路基路面修筑技术研究课题来说路段实地调查、路基变形研究方法,是研究的关键内容。