在多年岛状冻土区由于地温环境的变化,导致公路路基为达到新的热稳定状态而不断发生自适应结构变形。当路基的侧向变形过大时,就会引发边坡滑塌、纵向开裂等严重的路基病害,从而直接影响公路的使用安全。掌握该类路基侧向位移的地温响应规律是提高公路设计质量的基础前提,因此,文中以实际工程为依托,采用有限元数值模拟的方法,对工后一年内的路基侧向位移进行了瞬态模拟分析,通过现场实测对比,提出了高纬度地区多年岛状冻土路基侧向位移的年周期性地温响应过程可分为冻结、过渡和融化3个阶段,并根据数值模拟结果,揭示了各阶段路基侧向位移的地温响应特征。
退化性岛状冻土连续性差,退融速率快,冻土路基病害较为严重。掌握该类路基随地温变化的变形规律,就可从根本上解决其热稳定性问题。为此,建立了该类冻土路基位移场的理论分析模型和有限元模型,并以实际工程为依托,通过对工后1 a内路基地温场、位移场的数值模拟及实测分析,提出了退化性岛状冻土路基位移场的周期性地温响应规律及"热缩"效应。研究结果表明:在一个周期内,该类冻土路基位移场的地温响应过程可分为冻胀、压缩及融沉3个阶段。其中冻胀与压缩阶段,地温变化对路基热稳定性影响较小,而融沉阶段产生的融沉位移对路基稳定性影响较大,且较地温变化有一定的滞后时间,当地温环境由升温状态向降温状态转变时发生,在此期间应加强对路基冻土的保护和监测。
利用冻土热传导理论建立数值模型,对南京地铁2号线逸仙桥站水平冻结加固杯型冻土壁温度场进行三维数值模拟,经与实测数据对比分析,验证了计算方法、计算模型的正确性。计算表明:逸仙桥站冻结40d后,冻土壁杯底厚度至少可达3.1m,杯体厚度最小为1.3m,而短管底部冻土发展厚度不均,中圈管底部厚度最大,中心管最小,为0.3m。利用经验证的模型和计算方法,可为预测洞门开凿时机提供参考依据。
为了解人工冻结法凿井冻土冻胀对井架基础的影响,对淮南矿业集团顾北煤矿副井井架基础进行现场监测,在冻结壁形成期间,通过对所测数据的分析,初步得出冻土冻胀对井架基础的影响规律。对井架基础设计和施工有着重要的指导意义。
