为了研究季节性冻土地区隧道明洞边坡支护在应力场、温度场和水分场耦合作用下的冻融变形规律,文章利用FLAC3D有限差分软件对蛟西隧道明洞边坡喷锚支护破坏现象进行数值分析。研究结果表明:温度场变化、开挖坡度大小是影响边坡稳定性的重要因素;温度不同,边坡支护变形量不同,但变形规律相同;冻胀融沉引起边坡各点的变形量在坡肩处最大,在软弱岩土层附近变形量波动较大;满足边坡冻融时稳定性且符合经济合理性的最佳边坡开挖坡度为1∶1。研究结果与实测结果一致,表明了失稳评价模型能准确、科学地预测明洞边坡支护的安全状态,于工程施工具有较好的理论指导。

我国西北大部分地区在公路自然区划中属于季节性冻土区,由于冬季气温较低,雨雪天极易造成沥青路面积雪凝冰,路面积雪凝冰严重威胁着行车安全,研究如何快速高效地融雪除冰对于提高冬季路面行车安全有较高的社会实用价值。通过自行设计的融雪剂凝冰点测试装置,首先对自来水和蒸馏水的凝冰点进行测试以验证试验方案的可行性;其次,采用双通道数字测温仪对四种不同浓度(5%,10%,15%和20%)下常用的氯盐类和非氯盐类融雪剂的凝冰点进行测试,并与根据稀溶液依数性规律对浓度为5%时的单一型融雪剂计算的理论凝冰点进行对比;最后基于单一型融雪剂的凝冰点测试结果配制了三种不同掺配比例(3∶7,4∶6,5∶5)下的六种新型复配型融雪剂,并对其凝冰点进行了测试。研究结果表明:浓度为5%时的单一型融雪剂的实测凝冰点数据与计算的理论凝冰点数据相符;氯盐类融雪剂和非氯盐类融雪剂以及复配型融雪剂的凝冰点降低均符合稀溶液依数性规律;八种单一型融雪剂的凝冰点较低的为氯化钠和氯化钙,表明氯盐类融雪剂的融雪除冰效果整体优于非氯盐类融雪剂;复配型融雪剂的凝冰点大小顺序为:氯化钠-乙二醇<氯化钠-1,2-丙二醇<氯化钙-乙二醇&...

为了满足交通的便捷和时效性,我国修建在寒区的隧道工程越来越多。针对困扰季节性寒区隧道工程的冻害问题,以季冻区桦皮岭隧道为依托,开展寒区隧道保温层御寒保温技术研究。首先,开展现场环境温度和竖直钻孔隧道洞口段围岩温度场变化监测,获得计算模型所需精准温度荷载及地表活动层围岩温度场受影响范围;其次,建立基于Fluent流体计算软件的"围岩-衬砌-保温层-空气"气固耦合计算模型,并通过对比现场地勘资料验证计算模型的合理性;最后,对不同保温材质、不同铺设厚度和铺挂方式进行了对比分析。结果表明:围岩温度场随外界大气温度呈近似三角函数周期变化,但"滞后效应"明显;地表活动层围岩温度受影响范围约为8 m;设置保温层处内外温度存在"跳跃"现象,内外温差最高达8℃;硬质聚氨酯保温材料较聚酚醛泡沫塑料和泡沫玻璃御寒保温效果分别提高了近20.6%和80.9%;最优保温层厚度为5 cm,最优铺挂方式为衬砌内表面铺设。

在季节冻土区,路基水分迁移变化是道路冻害最积极活跃的因素.在路堑段,不管地下水位埋深大小,冻结期间水分都向路基上部路床迁移,但其特征有所不同.线路气候条件和路基土质条件都对水分竖向的迁移和冻胀大小有重要影响.这种竖向迁移,导致路基上部土层产生强烈冻胀作用.水分的它向迁移(包括路肩坡面、失效的排水沟、路面裂缝和中央隔离带等)也可能是产生道路冻害的不可忽视的因素.道路修建以后,其路基土的干湿状态可能比当初设计状态严重恶化,从而产生冻害.