以川西季节性冻土区土钉支护边坡受冻融作用而产生破坏、滑塌等工程灾害为例，分析冻融作用对季节性冻土区土钉边坡的影响机理；基于水热力耦合理论建立土钉支护边坡模型，研究季节性冻土区土钉支护边坡的应力-应变规律。结果表明：在冻融作用下，土钉在钉头处的轴力变化最大，沿土钉方向轴力变化值不断减小，在冻结期轴力处于最大值；坡体水平位移随坡高增加不断增大，且冻结期的水平位移为最大值。

为了研究季节冻土区边坡冻胀效应下土钉支护结构沿土钉长度方向的剪应力和轴力分布变化规律，首先，基于传热学理论及固液两相共存的导热微分方程得到冻结锋面移动变化规律，结合冻胀率公式进一步推导得到寒区边坡自由冻胀变形计算公式；其次，将土钉对边坡的支护作用视为无穷多个沿着土钉长度方向上的剪切分布力，考虑到边坡冻结时冻结层与未冻土层的刚度差异性，通过坐标变换后将刚度当层法与Mindlin解相结合推导双刚度层边坡内部有剪切集中力作用时钉土相互作用接触面上任一点的位移解析解；最后，基于钉土二者相互作用位移协调条件，建立关于土钉长度方向剪切分布力的黎曼积分方程，通过闭Newton-Cotes法的复合梯形积分公式及MATLAB软件编程对算例求解分析，获得土钉轴力分布规律，并利用数值解和实测值进行对比验证，此外还分析冻胀率、初始含水量等参数对土钉长度方向剪应力及轴力分布影响。结果表明：本文耦合计算方法得到土钉轴力分布形式与现场实测、数值模拟结果在总体趋势上基本一致，表明耦合计算法是合理可行的；土钉长度方向的剪应力及轴力分布规律符合中性点理论，轴力曲线呈现出两头小中间大的抛物线状，其最大值对应出现在剪应力为零...

季节性冻土区边坡支护结构往往受冻融循环作用而发生破坏,对边坡支护结构造成很大的安全隐患。结合兰州地区某实际工程,应用大型非线性有限元软件ADINA中的热-流体-固体耦合分析模块建立了季节性冻土区土钉边坡支护结构的有限元模型,开发了土体在冻胀、融沉时的本构模型,并用实测结果考证了程序的有效性。然后采用二次开发的软件分析土钉边坡支护结构在冻融循环作用下的反应特性及规律。分析结果表明:在冻融循环作用下,每层土钉钉头附近轴力值增加最大,沿土钉轴向增加值逐渐减小;轴力相对增量沿坡高逐渐增大;水平位移、坡顶地面沉降量均因冻土融化使得含水率增加而突增。研究结论可为季节性冻土地区边坡支护的设计和施工提供参考。

北方地区每年开春时期基坑土钉支护事故比较多,这与季节冻土的影响有关。公路边坡永久土钉支护的应用越来越多,季节冻土地区需要重视土体冻融对公路土钉支护的影响。这方面的研究工作目前开展很少。本文结合国内外的土钉支护工程实例和国外研究成果,探讨季节冻土对土钉支护的影响机理,以期对土钉支护的设计与施工提供参考和借鉴。

基坑工程是临时性工程,在相关的规程里并没有明确要求采取防冻措施。但是北方地区每年开春时期基坑时有险情并有滑坡现象,其中季节性冻土有很大的影响。以北京某工程冬期及开春的土钉内力变化分析了季节性冻土对土钉支护的影响。

北京地区开春时期基坑土钉支护事故比较多,不少事故均与季节冻土的冻融有关。航遥大厦基坑土钉支护在天气转暖时也出现险情,结合航遥基坑的施工过程和坡顶水平位移观测记录,应用有限元方法对该基坑土钉支护的施工过程和受冻土融化的影响进行了分析。分析表明,施工中出现渗水的土钉支护受季节冻土冻融的影响非常明显。