探究多年冻土区桩侧冻土含冰量差异对桩基础承载性能的影响,不仅有助于冻土区桩基础的设计施工,而且对桩基础变形防控有重要指导意义。利用ABAQUS有限元软件,模拟计算桩侧不同含冰量分布模式下桩基础的荷载传递和承载力。桩侧含冰量分布模式设置为:倒梯形(含冰量沿桩深减小)、灯笼形(含冰量沿桩深先增大再减弱)和正梯形(含冰量沿桩深增大)。结果表明:尽管桩侧总体含冰量相同,桩基础的承载性能受桩侧土体的含冰量影响显著。取荷载为26 MN进行分析,倒梯形、灯笼形及正梯形工况对应位移依次为0.026 m、0.030 m及0.032 m;在相同荷载下,桩侧土体含冰量倒梯形分布时的桩顶沉降要小于正梯形分布时的沉降,而灯笼形分布情况介于二者之间;桩侧摩阻力整体呈现上大下小的趋势。研究成果可为寒区基础工程设计与施工提供理论参考。

主要介绍冻胀的防御措施以及应用效果，对比光伏支架基础经济性和适用性等优劣势，从而总结地基土壤改良方式、桩基础埋深、柔性材料隔离及新型斜面基础防治措施，科学施策，获得抗冻胀效果显著的方法，例如保温法、涂敷法、套管法及钢管螺旋桩等，有利于减少季节性冻土对光伏支架设备的干扰，提供解决冻胀防治新技术和措施。

为提升公路沥青路面设计水平，避免季节性冻土地区的沥青路面在重交通荷载作用下产生温缩开裂病害，影响行车安全性和舒适度。本文分析了季节性冻土地区重交通沥青路面的轴载计算方法、路面结构设计原则、沥青路面层数和层厚确定方法，并推荐了路面结构组合。同时，以某季节性冻土地区的公路为研究对象，分析了车辆轴载对路面弯沉、剪切力及基底拉应力的影响，以评价路面结构设计效果。

为对高纬度低海拔地区光伏支架的PHC桩基础中PE套管的基础抗冻胀效果进行预测，文中使用ANSYS有限元软件建立模型模拟PE套管对基础的抗冻胀作用，并评估了该措施下基础的长期冻胀风险和PE套管破坏失效风险。结果表明，套管与桩间无填充时桩身年冻拔量约3.1 mm，相对未采取措施减少了62.2%；套管与桩间填充饱和土时无抗冻胀效果；考虑PE材料老化，桩身25年累计冻拔量约70.8 mm，相对未采取措施减少了65.5%；套管在使用基准期内共需进行2次修复归位，分别在第10年和第19年；套管两端受冻土静压力破坏风险较大。

中俄原油管线所穿越的欧亚大陆冻土区稳定性较差，差异性地质构造普遍存在，管道正常运行极易引发融沉灾害，造成管沟积水，影响管道安全运行。利用Abaqus软件建立管—土三维有限元模型，基于应变设计准则考虑管线钢的材料非线性特性，研究分析管道穿越冻土融化区域时管道的应变变化规律及融化段长度、融化深度、管道内压3种参数对管道应变的影响。研究结果表明，管道处于冻融区域时会产生3个应变集中区，最大等效应变值出现在管道顶部即融化段中部。融化段长度对管道应变影响最大，内压次之，融化深度影响最小。研究结果可为今后冻土地区埋地管道工程的运行维护提供理论参考，以保证管道在服役期内安全运行。

为研究高寒地区后张预应力混凝土箱梁的纵向裂缝成因及损伤机理,采用钻孔法检测结构内部损伤特征,并利用Abaqus有限元软件分析孔道冻胀过程中的混凝土损伤行为。结果表明:低温环境下预应力孔道内水泥浆水化反应不充分、泌水受冻结冰膨胀是梁体混凝土沿纵向开裂的主要原因。冻胀过程中,孔道边缘混凝土率先受损,随后腹板内、外表面同时沿纵向开裂,底板顶面最晚出现纵向裂缝。基于纵向裂缝成因,提出采用排水注胶法,可有效地修复受损梁体。

挪威北海北部在末次冰期存在较大范围的冰盖,其冰盖的加载和卸载会对地表变形和内部应力调整产生重要影响.本文基于Maxwell黏弹性本构关系,根据初应力法自主开发了一套Maxwell黏弹性体有限元程序,它可以考虑重力和构造加载、地球介质弹性的纵向和横向不均匀性以及黏性的分层性,可以计算冰川载荷变化引起的地球表面变形及内部应力状态的变化.利用它研究了挪威北海北部1.1 Ma以来的冰川载荷变化、特别是两万多年以来冰盖的消退引起的地表冰后回弹.结果表明,自2万年以来,冰后回弹效应在冰盖载荷变化的不同阶段呈现明显的时空变化,现今地表垂直变化速率为几个毫米/年,与观测结果一致.下地壳和上地幔的黏弹性松弛效应明显,上地壳的应力状态在现今海岸线两侧存在差异性,水平和垂直正应力变化可达几十兆帕,剪应力变化有一个先增加后迅速减小至零的过程,与古地震、现今地震时空分布及应力测量结果也比较符合,研究结果有助于加深对冰后回弹的动力学过程的认识.

针对盾构接收时洞门位置地下连续墙与地层交界面突发涌水的情况,采取留置盾壳、盾壳内敷环形冻结管形成冷板传递冷量的方式,对盾壳外侧地层进行冻结,形成环形冻结壁封堵导水通道。采用ANSYS软件对冷板冻结设计方案进行仿真模拟分析,研究冻结温度场变化规律及冻结壁温度分布特征。研究结果表明,仿真模拟与现场实测冻结壁的发展相近,冷板冻结可有效加强土层与盾壳交界面的冻结效果,提高施工安全水平,提升盾构进洞应急处置能力。

各种类型的埋地管道在设计时,常常忽略管道在作业过程中因受热胀冷缩和腐蚀作用时的受力变化情况。随着管道使用时间的延长,管道由于冻涨及腐蚀介质影响而不可避免的发生破损现象,特别是当埋地管道处于冻土区时,冻涨融沉现象对管道的破坏作用更加明显。因此结合冻土区埋地管道受力变形破环因素,基于有限元模型来分析冻土区埋地腐蚀管道的力学行为,进而全面了解不同的环境温度、腐蚀深度和长度等对管道应力产生怎样的影响,从而为制定管道腐蚀防控预案提供依据。

以工程实际环境为研究基础,阐述砂性土堤防在冻融作用下的破坏机理,并介绍一种新型研究水分迁移试验装置,利用该装置测量黑龙江干流堤防典型砂性土试样在冻融循环作用下的温度场、水分场、应力场的时空分布。试验结果表明:堤顶公路破坏与堤身不均匀沉降有关,温度变化引起含水率出现梯度变化,从而出现应力场变化,且温度梯度含水率梯度呈线性关系。冻结初期土柱顶部出现应力增加,稳定后应力减小,稳定冻结深度1 m左右。