全球气候变暖导致多年冻土层温度升高，进而显著改变桩周土体的物理和力学性质，这对铁路桥梁桩基础的竖向承载特性产生了深远影响。为量化分析多年冻土层对既有铁路桥梁桩基础竖向承载特性的影响，以青藏铁路桥梁广泛使用的高承台桩基础为研究对象，通过室内缩尺模型试验对比研究了竖向荷载作用下非冻土（对比组）与多年冻土（多年冻土层厚度为140 cm）条件下桩基础承载性能及桩周土体的破坏特征。试验结果表明：在非冻土条件下，桩周土体表面出现近似矩形的闭合裂缝，且从矩形四角向外延伸，0.5倍桩径以内的土体出现明显沉陷，土体表面仅有一条主裂缝；当有多年冻土层存在时，桩周土体虽然出现未闭合近似矩形裂缝，但表层土未发生明显沉降。此外，多年冻土层的存在显著提高了桩基础竖向极限承载力，多年冻土条件下桩基础的极限承载力约为非冻土条件下的4.5倍。分析发现，桩基础承载力的提升主要源于多年冻土层中桩侧摩阻力的显著增加，多年冻土层存在时最大桩侧摩阻力约为非冻土条件下的7.1倍。相对而言，多年冻土层对桩基础端承力的影响并不明显，多年冻土条件下桩基础最大端承力相较于非冻土条件提高了8.8%。因此，多年冻土区既有铁路桥梁桩基础承载性能...
全球气候变暖导致多年冻土层温度升高，进而显著改变桩周土体的物理和力学性质，这对铁路桥梁桩基础的竖向承载特性产生了深远影响。为量化分析多年冻土层对既有铁路桥梁桩基础竖向承载特性的影响，以青藏铁路桥梁广泛使用的高承台桩基础为研究对象，通过室内缩尺模型试验对比研究了竖向荷载作用下非冻土（对比组）与多年冻土（多年冻土层厚度为140 cm）条件下桩基础承载性能及桩周土体的破坏特征。试验结果表明：在非冻土条件下，桩周土体表面出现近似矩形的闭合裂缝，且从矩形四角向外延伸，0.5倍桩径以内的土体出现明显沉陷，土体表面仅有一条主裂缝；当有多年冻土层存在时，桩周土体虽然出现未闭合近似矩形裂缝，但表层土未发生明显沉降。此外，多年冻土层的存在显著提高了桩基础竖向极限承载力，多年冻土条件下桩基础的极限承载力约为非冻土条件下的4.5倍。分析发现，桩基础承载力的提升主要源于多年冻土层中桩侧摩阻力的显著增加，多年冻土层存在时最大桩侧摩阻力约为非冻土条件下的7.1倍。相对而言，多年冻土层对桩基础端承力的影响并不明显，多年冻土条件下桩基础最大端承力相较于非冻土条件提高了8.8%。因此，多年冻土区既有铁路桥梁桩基础承载性能...
在冻融循环过程中，环境温度的变化对路基土体的物理力学特性及路基的水热过程影响显著，反复的冻胀与融沉作用严重削弱了路基的承载能力、变形协调性及长期服役性能。基于此，本研究建立了粉质黏土路基（对比路基）和地聚物-剑麻纤维协同固化土路基（措施路基）断面，探究了冻融循环作用下两种路基温度、水分、热通量以及变形变化过程，评估了地聚物-剑麻纤维协同固化土路基的冻胀防治效果。试验结果表明：随着冻融循环次数的增加，路基低温区域从顶部逐渐向下部扩展，高温区域逐渐缩减。路基表面热交换迅速，受环境温度变化的影响也更明显。粉质黏土路基的残余体积未冻水含量高于地聚物-剑麻纤维协同固化土路基。此外，地聚物-剑麻纤维固化土路基的净变形变化小于粉质黏土路基，随着冻融循环次数的增加位移的变化逐渐趋于稳定。研究结果可为提升寒区路基的抗冻害能力、长期稳定性和服役性能提供科学依据。
为了获得盾构解困冻结过程中泥水仓内温度场的演变规律，以南京市江宁区新济洲供水管线过江廊道盾构解困工程为原型，依据相似理论进行了盾构内部水平冻结温度场的模型试验，研究大孔距冻结过程中泥水仓内温度场演变过程及分布特征，获得如下结论：通过盾构超前地质探孔和注浆孔布置的20根冻结管，在冻结管最大间距为3.12 m条件下，75 d时可将直径为6 480 mm的盾构泥水仓内冻实，而冻结施工至135 d后泥水仓内冻土平均温度达到-13℃，纵向温差约为4.4℃，整体冻结效果较均匀，满足盾构开仓时的封水和承载要求。冻结施工中临时停冻会导致泥水仓内冻土冷量重新分布，停冻10 h时整体冻结壁温度升高至-14～-10℃，而重新冻结20 h后冻结壁即可恢复到停冻前状态。冻结结束45 d后盾构泥水仓内冻土平均温度升高至-4℃，满足盾构复推施工要求，而冻结管位置冻土温度回升至0℃还需要约20 d，并在0℃附近维持约125d。施工中可采取强制解冻或循环泥浆等辅助措施来加快盾构泥水仓内冻土的解冻速度，洞内水平冻结方法是构建盾构仓内常压检修环境的有效地层改良手段。
为了获得盾构解困冻结过程中泥水仓内温度场的演变规律，以南京市江宁区新济洲供水管线过江廊道盾构解困工程为原型，依据相似理论进行了盾构内部水平冻结温度场的模型试验，研究大孔距冻结过程中泥水仓内温度场演变过程及分布特征，获得如下结论：通过盾构超前地质探孔和注浆孔布置的20根冻结管，在冻结管最大间距为3.12 m条件下，75 d时可将直径为6 480 mm的盾构泥水仓内冻实，而冻结施工至135 d后泥水仓内冻土平均温度达到-13℃，纵向温差约为4.4℃，整体冻结效果较均匀，满足盾构开仓时的封水和承载要求。冻结施工中临时停冻会导致泥水仓内冻土冷量重新分布，停冻10 h时整体冻结壁温度升高至-14～-10℃，而重新冻结20 h后冻结壁即可恢复到停冻前状态。冻结结束45 d后盾构泥水仓内冻土平均温度升高至-4℃，满足盾构复推施工要求，而冻结管位置冻土温度回升至0℃还需要约20 d，并在0℃附近维持约125d。施工中可采取强制解冻或循环泥浆等辅助措施来加快盾构泥水仓内冻土的解冻速度，洞内水平冻结方法是构建盾构仓内常压检修环境的有效地层改良手段。
为了获得盾构解困冻结过程中泥水仓内温度场的演变规律，以南京市江宁区新济洲供水管线过江廊道盾构解困工程为原型，依据相似理论进行了盾构内部水平冻结温度场的模型试验，研究大孔距冻结过程中泥水仓内温度场演变过程及分布特征，获得如下结论：通过盾构超前地质探孔和注浆孔布置的20根冻结管，在冻结管最大间距为3.12 m条件下，75 d时可将直径为6 480 mm的盾构泥水仓内冻实，而冻结施工至135 d后泥水仓内冻土平均温度达到-13℃，纵向温差约为4.4℃，整体冻结效果较均匀，满足盾构开仓时的封水和承载要求。冻结施工中临时停冻会导致泥水仓内冻土冷量重新分布，停冻10 h时整体冻结壁温度升高至-14～-10℃，而重新冻结20 h后冻结壁即可恢复到停冻前状态。冻结结束45 d后盾构泥水仓内冻土平均温度升高至-4℃，满足盾构复推施工要求，而冻结管位置冻土温度回升至0℃还需要约20 d，并在0℃附近维持约125d。施工中可采取强制解冻或循环泥浆等辅助措施来加快盾构泥水仓内冻土的解冻速度，洞内水平冻结方法是构建盾构仓内常压检修环境的有效地层改良手段。
为了获得盾构解困冻结过程中泥水仓内温度场的演变规律，以南京市江宁区新济洲供水管线过江廊道盾构解困工程为原型，依据相似理论进行了盾构内部水平冻结温度场的模型试验，研究大孔距冻结过程中泥水仓内温度场演变过程及分布特征，获得如下结论：通过盾构超前地质探孔和注浆孔布置的20根冻结管，在冻结管最大间距为3.12 m条件下，75 d时可将直径为6 480 mm的盾构泥水仓内冻实，而冻结施工至135 d后泥水仓内冻土平均温度达到-13℃，纵向温差约为4.4℃，整体冻结效果较均匀，满足盾构开仓时的封水和承载要求。冻结施工中临时停冻会导致泥水仓内冻土冷量重新分布，停冻10 h时整体冻结壁温度升高至-14～-10℃，而重新冻结20 h后冻结壁即可恢复到停冻前状态。冻结结束45 d后盾构泥水仓内冻土平均温度升高至-4℃，满足盾构复推施工要求，而冻结管位置冻土温度回升至0℃还需要约20 d，并在0℃附近维持约125d。施工中可采取强制解冻或循环泥浆等辅助措施来加快盾构泥水仓内冻土的解冻速度，洞内水平冻结方法是构建盾构仓内常压检修环境的有效地层改良手段。
为了获得盾构解困冻结过程中泥水仓内温度场的演变规律，以南京市江宁区新济洲供水管线过江廊道盾构解困工程为原型，依据相似理论进行了盾构内部水平冻结温度场的模型试验，研究大孔距冻结过程中泥水仓内温度场演变过程及分布特征，获得如下结论：通过盾构超前地质探孔和注浆孔布置的20根冻结管，在冻结管最大间距为3.12 m条件下，75 d时可将直径为6 480 mm的盾构泥水仓内冻实，而冻结施工至135 d后泥水仓内冻土平均温度达到-13℃，纵向温差约为4.4℃，整体冻结效果较均匀，满足盾构开仓时的封水和承载要求。冻结施工中临时停冻会导致泥水仓内冻土冷量重新分布，停冻10 h时整体冻结壁温度升高至-14～-10℃，而重新冻结20 h后冻结壁即可恢复到停冻前状态。冻结结束45 d后盾构泥水仓内冻土平均温度升高至-4℃，满足盾构复推施工要求，而冻结管位置冻土温度回升至0℃还需要约20 d，并在0℃附近维持约125d。施工中可采取强制解冻或循环泥浆等辅助措施来加快盾构泥水仓内冻土的解冻速度，洞内水平冻结方法是构建盾构仓内常压检修环境的有效地层改良手段。
深厚含土重冰层是极限性不良地质,在其上修建路基会面临严重的冻胀和融沉病害,威胁车辆的运行安全。为此探究了将聚氨酯高聚物材料(PU)用作路基的保温隔热层以防止冻融病害。进行了PU的隔热性能试验,分析密度和冻融循环次数对PU导热系数的影响。开展了重冰层冻土路基保温隔热模型试验。研究了普通路基、单层PU板路基和双层PU板路基在冻融过程中的温度分布特征,定量描述了PU的隔热效果。研究结果表明:PU的导热系数与自身密度呈正相关,与冻融循环次数也呈正相关;PU的密度越低,其导热系数受到冻融循环的影响越大;PU的密度越高,其隔热性能越能在多次冻融循环中保持稳定;冻结时,普通路基的热通量是单层和双层PU板路基的1.7倍,融化时,普通路基的热通量是单层PU板路基的2.1倍,双层PU板路基的2.8倍;PU板具有保温隔热能力,可以抬升路基的冻结深度,减少冻胀病害,延长路基的冻结过程,避免融沉病害;双层PU板比单层PU板表现出更优秀的隔热效果。
深厚含土重冰层是极限性不良地质,在其上修建路基会面临严重的冻胀和融沉病害,威胁车辆的运行安全。为此探究了将聚氨酯高聚物材料(PU)用作路基的保温隔热层以防止冻融病害。进行了PU的隔热性能试验,分析密度和冻融循环次数对PU导热系数的影响。开展了重冰层冻土路基保温隔热模型试验。研究了普通路基、单层PU板路基和双层PU板路基在冻融过程中的温度分布特征,定量描述了PU的隔热效果。研究结果表明:PU的导热系数与自身密度呈正相关,与冻融循环次数也呈正相关;PU的密度越低,其导热系数受到冻融循环的影响越大;PU的密度越高,其隔热性能越能在多次冻融循环中保持稳定;冻结时,普通路基的热通量是单层和双层PU板路基的1.7倍,融化时,普通路基的热通量是单层PU板路基的2.1倍,双层PU板路基的2.8倍;PU板具有保温隔热能力,可以抬升路基的冻结深度,减少冻胀病害,延长路基的冻结过程,避免融沉病害;双层PU板比单层PU板表现出更优秀的隔热效果。