为研究冻融循环下纤维改良路基土含水率、纤维掺量对土体冻胀融沉特性的影响规律,通过开展室内单向冻融试验,测得不同含水率、纤维掺量下路基土的冻融特性,获得水分场变化、冻胀率、融沉系数、冻融全过程温度场以及结冰温度变化规律。结果表明,1)试样单向冻融过程中,随着深度的增加水相变程度越来越小,且冻融结束后各位置含水率不一致。不同初始含水率下的土样经历冻融循环后其水分重分布比较明显,不同纤维掺量的土样经历冻融循环后其水分分布基本相似。随着纤维掺量的增加,其水分迁移程度减小;2)8%~16%含水率范围内,其冻结竖向位移最大达到1.19 mm,其融化竖向位移最大达到2.56 mm,达到12%含水率时其冻胀率和融沉系数基本趋于稳定。在0%~0.5%纤维掺量范围内,其冻结竖向位移最大达到1.10 mm,其融化竖向位移最大达到2.85 mm; 3)随着纤维掺量的增加其相变潜热越明显,土体结冰温度先降低后上升,在纤维掺量为0.3%时其结冰温度最低为-1.95℃,且达到结冰温度时间最长为14.1 min。研究成果可以为西部粉砂土分布地区铁路及工程建设提供参考。
为了探究常年冻土区混凝土孔隙结冰规律对抗压强度的影响,使用自制低温压力机测试混凝土抗压强度,并借助核磁共振仪测试混凝土中不同孔径的孔隙结冰规律。基于灰色理论分析了孔隙结冰量对抗压强度的影响规律,并建立了孔隙结冰量与抗压强度的关系模型。结果表明:0~-10℃时,混凝土毛细孔和过渡孔由于孔径较大,快速结冰,使得此温度区间内结冰量和抗压强度迅速增长。过渡孔是混凝土的主要孔隙,-10℃时99.7%的毛细孔和55.8%的过渡孔已经结冰,此时凝胶孔占比增大且不易结冰,结冰量和抗压强度增长缓慢。混凝土过渡孔结冰量对抗压强度影响最为显著,其灰熵关联度为0.985 0,基于GM(0,2)模型的混凝土抗压强度计算值与试验值的平均相对误差为3.33%。
为了探求越冬期间日光温室地表灌溉水温度的调控措施,以小东川河地表水为研究对象,借助传热学的方法,分析了越冬期间河流地表水温度的变化特性及其成因。结果表明:在水面非结冰期和结冰期,水温的变化趋势与气温的变化趋势一致,河流地表水温度都具有随气温呈余弦的日变化规律;在水面结冰期河流地表水温度基本处于相对稳定(-3.6℃左右)状态,而且水温持续高于气温;河床砂卵石介质对河流地表水的热量补给作用、河流表面冰盖及薄层空气的隔热作用和不同介质比热的差异是河流地表水水温变化特性产生的关键原因;河流地表水水温与气温具有较明显的线性相关关系,相关系数在0.9以上。研究结果可为越冬期日光温室灌溉水温的调控提供基础参数和依据。
平凉安家庄煤矿主副风井拟采用冻结法施工,为了给白垩系地层冻结设计提供参数依据,对安家庄井筒检查孔所取土样进行了人工冻结的单轴抗压强度、三轴剪切强度及土壤热物理性能试验研究,得到了其应力-应变的关系及导热比热及结冰温度等参数,试验结果为平凉地区类似矿井冻结设计、施工提供了基础。
淮南顾桥煤矿东风井采用冻结法施工,为了提供表土层冻结参数以进行矿井设计,本文对风井井筒孔检查孔所取土样进行了人工冻结的单轴抗压强度、冻胀性能以及结冰温度试验研究,得到了其应力-应变、冻胀力和结冰温度等参数,试验结果为淮南类似矿井建设提供了设计基础。
介绍了上海地区松软淤泥质粘土导热系数、结冰温度以及在不同负温、密度和含水量时的冻土力学性能试验情况 ,并对试验结果进行了分析和总结。