本文从冻土对我国建筑工程的影响出发,总结目前国内外对改性土经过冻融循环后所表现的物理特性和力学性质的研究,给出进一步的研究方向:结合理论与实践,进行反复的模拟试验,以求最贴合实际的研究结论,在实践中应用;研究改性土在冻融或反复冻融下发生工程地质灾害情况,并结合在地质灾害最不利时的工程情况,为工程设计、施工和抢险救灾提供数据支撑。
本文从冻土对我国建筑工程的影响出发,总结目前国内外对改性土经过冻融循环后所表现的物理特性和力学性质的研究,给出进一步的研究方向:结合理论与实践,进行反复的模拟试验,以求最贴合实际的研究结论,在实践中应用;研究改性土在冻融或反复冻融下发生工程地质灾害情况,并结合在地质灾害最不利时的工程情况,为工程设计、施工和抢险救灾提供数据支撑。
渠道设置复合保温材料会削减基土冻胀力,削减渠道坡板不均匀冻胀后产生的位移,但研究尚未探明渠道复合保温材料抗冻机理。以新疆玛纳斯电站引水梯形渠道衬砌结构下施加高分子聚合材料为实际工程背景,考虑复合材料界面接触热阻本构及冻土与复合材料的相互作用关系,依据渠道热力耦合机理建立了寒区渠道混凝土衬砌保温结构冻胀模型,提出了3种新型复合材料保温形式,并采用COMSOL Multiphysics5.2a进行数值仿真对比分析。结果表明:与普通渠道相比,3种保温形式均具有一定的效果,且第3种保温形式的抗冻性和保温效果最明显,该形式作用下渠阴坡、渠阳坡、底板最大法向冻胀位移分别为9.63、4.74、1.87 cm,形式1、形式2、形式3较原型渠道冻胀力分别减少65.8%、76.2%、89.5%。
渠道设置复合保温材料会削减基土冻胀力,削减渠道坡板不均匀冻胀后产生的位移,但研究尚未探明渠道复合保温材料抗冻机理。以新疆玛纳斯电站引水梯形渠道衬砌结构下施加高分子聚合材料为实际工程背景,考虑复合材料界面接触热阻本构及冻土与复合材料的相互作用关系,依据渠道热力耦合机理建立了寒区渠道混凝土衬砌保温结构冻胀模型,提出了3种新型复合材料保温形式,并采用COMSOL Multiphysics5.2a进行数值仿真对比分析。结果表明:与普通渠道相比,3种保温形式均具有一定的效果,且第3种保温形式的抗冻性和保温效果最明显,该形式作用下渠阴坡、渠阳坡、底板最大法向冻胀位移分别为9.63、4.74、1.87 cm,形式1、形式2、形式3较原型渠道冻胀力分别减少65.8%、76.2%、89.5%。
为建立冻土强度模型,在假定冻土强度由原土强度和冰体强度两部分组成的基础上,基于复合材料理论,利用叠加原理建立了冻土扩展的Mohr-Coulomb强度模型,并分别对理想化模型冻土和均匀化材料模型土进行了有限元计算。结果表明,冻土内的土颗粒体与冰体的变形特征(压缩、膨胀)存在明显差异;纵向冰体中的Von Mises应力明显大于横向冰体中的相应应力。因此,冻土试样的破坏首先是从竖向裂纹开始的。