收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

冻结过程中桩-冻土相互作用的试验研究

刘庆贺  
【摘要】:寒区工程中,电线杆、光伏发电的桩基及桥基等桩体结构常出现冻拔、融沉等病害,这和桩与冻土之间的相互作用密切相关,主要体现在桩-冻土间接触面冻结强度及桩体冻拔力上。因此,合理测试桩土间的冻结强度及冻拔力是揭示桩与冻土相互作用机理的重要依据。本文通过室内试验测试了桩与冻土间的冻结强度及冻拔力变化规律。本文主要包括以下内容:(1)对比分析了现有冻拔力测试技术的方法中的应变片法、拉拔法及反力梁法,总结了各种方法的优缺点,并基于现有测试技术自制了应用于室内试验的桩冻拔力测试的试验装置。(2)采用压桩法原理,借助自制的试验模具对冻结粉质黏土中埋置的混凝土桩、钢桩以及木桩进行了不同负温条件下的剪切试验。结果表明,随着剪切位移的增加,剪切力经历线性增长、骤降的脆性破坏、维持恒定三阶段。温度越低,桩与冻土间的冰胶结力越大,冻结强度越大,残余强度越大,破坏允许位移也越大,在-30℃时,木桩与冻土间的冻结强度最大,混凝土桩与冻土间的冻结强度次之,钢桩与冻土间的冻结强度最小。混凝土桩、钢桩对应的冻结强度及残余强度与温度的关系可用线性拟合,木桩对应的冻结强度及残余强度与温度的关系可用二次多项式拟合,三种桩的破坏允许位移与温度的关系均呈现线性规律。(3)利用自制的冻拔力测试装置,完成了-30℃、-25℃、-20℃、-10℃四组温度下的桩的冻拔力测试试验,测试了锥形桩在单向冻结与单向融化全过程土体温度场变化,冻融后的水分重分布及全过程的冻拔力变化规律,结果显示,试样温度场经历着温度降低、温度维持稳定、温度降低三个阶段,当温度接近冻结温度时进入冻结稳定阶段,在温度稳定阶段可持续约50 h。冻结锋面迁移的速度与温度相关,温度越低,冻结锋面迁移的速度越快。经历一次冻融循环后,水分分布规律显示当冻结深度为10cm时对应的水分迁移作用最显著。单向冻结过程中,温度越低,桩的冻拔力越大,冻拔力增长速率越大,当土体全部冻结后,冻拔力不再变化,在单向融化过程中,融化初期时,最大冻拔力有小幅增长,在-30℃、-25℃、-20℃及-10℃下融化过程中的冻拔力较冻结过程中的冻拔力分别增加了5.1%、4.1%、2.2%及20.78%。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前19条
1 邢爽;鈴木輝之;李曰兵;郝冬雪;;埋深与形状对土中结构自由冻拔的影响[J];农业工程学报;2011年09期
2 尹航;赵莹;金慧;刘丽杰;张德文;邴贵平;王超;孟庆江;;长白山区防治朝鲜崖柏扦插苗冻拔害的试验[J];吉林林业科技;2017年03期
3 王经环,齐淑珍,孙成霞;季节冻土区桩基础抗冻拔稳定计算的探讨[J];黑龙江水专学报;2001年04期
4 韩国义;浅谈防止造林冻拔害[J];河北林业科技;1987年04期
5 刘丽红;;季节冻土区桩基础抗冻拔稳定性研究[J];甘肃科技纵横;2009年03期
6 孙洪伟;傅汝进;;季冻土区临水轻台结构冻拔特征分析及防治[J];吉林大学学报(地球科学版);2019年05期
7 Л.Ф.Соверщаев;邓炳生;;论冻拔对苗木成活率的影响[J];林业实用技术;1964年10期
8 金中凡;马骏;;高寒地区桥梁桩基抗冻拔技术研究现状[J];经济研究导刊;2011年03期
9 李晓娜;;防止树苗冻拔害技术措施[J];安徽农学通报(下半月刊);2009年12期
10 王志远;夏凤兰;;卫星灌区干渠桥桩抗冻拔稳定和强度验算分析[J];黑龙江水利科技;2016年11期
11 刘霁;陈建宏;周智勇;;高寒环境下轻体结构混凝土短桩基础抗冻拔处理技术[J];建筑技术开发;2009年04期
12 刘桂棉;王晓军;王琳;耿敬凯;李静;;防止树苗冻拔造林技术[J];河北林业;2004年01期
13 刘霁;李云;谭德喜;;季节性冻土环境下混凝土短桩基础抗冻拔研究[J];施工技术;2009年01期
14 盛洪飞;;桥梁桩基础冻拔验算与防治措施[J];公路;1982年07期
15 王波;预防云杉幼苗冻拔的方法[J];新疆林业;1989年03期
16 曾凡振;;国内外规范桩墩基础抗冻拔稳定验算安全度设置水平初探[J];中国农村水利水电;2011年03期
17 张学国;;防止树苗冻拔造林技术[J];河北林业;2009年03期
18 周金生,王纯芳,孙守祥,张继良;利用抗冻技术对混凝土桩冻拔的处理措施[J];黑龙江水专学报;1995年04期
19 隋咸志;;季节冻土区桩基抗冻拔问题研究[J];东北水利水电;1985年08期
中国重要会议论文全文数据库 前20条
1 连国经;;新开河桥桥基冻拔变形形成机理分析[A];全国第三次工程地质大会论文选集(上卷)[C];1988年
2 王正中;袁驷;陈涛;;冻土横观各向同性非线性本构模型的实验研究[A];第一届中国水利水电岩土力学与工程学术讨论会论文集(上册)[C];2006年
3 马巍;牛富俊;;青藏铁路建设中的冻土问题[A];全国MTS岩土混凝土试验研讨会论文集[C];2009年
4 敖春来;吕光辉;梁栋;江华根;柳锐涛;;天空—阿里地区冻土研究[A];2016年全国工程勘察学术大会论文集(下册)[C];2016年
5 杨成松;马巍;牛富俊;赵淑萍;;冻土工程中力学问题的研究进展和思考[A];中国地质学会工程地质专业委员会2007年学术年会暨“生态环境脆弱区工程地质”学术论坛论文集[C];2007年
6 汪崇鲜;;高围压下不饱和冻土三轴强度特征的试验研究[A];中国煤炭学会第六届青年科技学术研讨会论文集[C];2000年
7 沈海燕;冯云梅;张静;;基于无线传感器网络的青藏冻土地温监测系统设计[A];青藏铁路运营十周年学术研讨会论文集[C];2016年
8 屈忠义;陈亚新;史海滨;魏占民;;人工神经网络在冻土空间变异与条件模拟中的应用[A];第七届全国数学地质与地学信息学术会议论文摘要汇编[C];2004年
9 朱志武;宁建国;;冻土的屈服面及其破坏准则[A];第十二届现代数学和力学会议论文集[C];2010年
10 肖迪芳;廖厚初;郭峰;;冻土水文学方法问题讨论[A];寒区水科学及国际河流研究系列丛书2·寒区水循环及冰工程研究——第2届“寒区水资源及其可持续利用”学术研讨会论文集[C];2009年
11 刘升;王东;赵雪松;;冻土的观测与应用(摘要)[A];S8 大气探测与仪器新技术、新方法[C];2012年
12 尚亚龙;汪海燕;杨菁;张垚;;螺旋钢桩抗冻拔试验研究[A];《工业建筑》2017年增刊I[C];2017年
13 郭朋超;;多年冻土路堑施工技术[A];中国铁道学会工程地质与路基专业委员会第21届年会暨学术交流会论文集[C];2007年
14 肖迪芳;;寒区冻土水文学问题简析[A];寒区水资源研究[C];2008年
15 吴海燕;刘争平;刘志辉;;利用虚拟仪器技术搭建冻土模型温度观测系统[A];中国地球物理学会第22届年会论文集[C];2006年
16 王成;史天运;蒋秋华;;青藏线冻土地温自动检测的研究与实现[A];铁道科学技术新进展——铁道科学研究院五十五周年论文集[C];2005年
17 郑龙;邓安;;冻结作用下土体水分迁移分析[A];第十二次全国岩石力学与工程学术大会会议论文摘要集[C];2012年
18 李宁;程国栋;陈飞熊;;我国冻土力学的研究现状[A];“力学2000”学术大会论文集[C];2000年
19 孔莹;杨凯;王澄海;;全球变暖1.5-2℃情景下北半球冻土面积预估[A];第33届中国气象学会年会 S7 全球变暖背景下的亚洲季风与冰冻圈[C];2016年
20 孟庆勇;丽东;;浅谈西藏气象台站冻土观测的准确性[A];S8 大气探测与仪器新技术、新方法[C];2012年
中国博士学位论文全文数据库 前9条
1 刘增利;冻土断裂与损伤行为研究[D];大连理工大学;2003年
2 肖朝昀;人工地层冻结冻土帷幕形成与解冻规律研究[D];同济大学;2007年
3 白玉;天山冻土微生物的系统多样性分析及生长特性的研究[D];兰州大学;2007年
4 王悦东;冻土非线性断裂破坏的数值模拟与实验研究[D];大连理工大学;2006年
5 刘晓洲;冻土断裂破坏准则与参数测试及其应用研究[D];大连理工大学;2006年
6 周扬;冻土冻胀理论模型及冻胀控制研究[D];中国矿业大学;2009年
7 田正超;冻土水热特性测定与模拟:热脉冲—时域反射技术应用[D];中国农业大学;2016年
8 毕骏;冻土的水热变化特征及水热气迁移机理研究[D];兰州大学;2020年
9 潘殿琦;冻土可钻性影响因素及其分级的试验研究[D];吉林大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前20条
1 刘庆贺;冻结过程中桩-冻土相互作用的试验研究[D];内蒙古大学;2020年
2 赵得杰;季节性冻土区桩体抗冻拔性能试验研究[D];石家庄铁道大学;2016年
3 赵华刚;季节性冻土区光伏支架螺旋桩抗冻拔试验研究[D];北京交通大学;2016年
4 李丽娜;季节性冻土冻胀机理与近水基础冻拔试验研究[D];吉林大学;2009年
5 陈然;螺旋桩在季节性冻土场地抗冻拔性能分析[D];哈尔滨工业大学;2010年
6 王伟;冻土传热性质试验研究[D];吉林大学;2010年
7 陈蕊;隧道修复工程中冻土帷幕设计关键问题研究[D];同济大学;2007年
8 商允虎;寒区冻土水理性质特征参数综合试验研究[D];黑龙江大学;2015年
9 张林林;川藏铁路季节性粗颗粒冻土在冻融条件下的工程性质研究[D];西南交通大学;2017年
10 李宝花;冻土墙围护深基坑温度场和应力场耦合有限元分析[D];西安科技大学;2003年
11 唐明春;浅埋输油管冻土基础温度(应力)计算[D];同济大学;2007年
12 尹飞;冻土导热系数的仪器研制和稳态法模拟试验研究[D];吉林大学;2008年
13 韩天一;正冻土水热力耦合的数值机理研究[D];兰州大学;2008年
14 姜辉;平面冻土墙设计的流变理论与应用研究[D];辽宁工程技术大学;2005年
15 鲍素彦;大连地区冻土对单桩静载试验结果影响的研究[D];大连海事大学;2015年
16 王金芝;冻土温度场及其参数辨识[D];大连理工大学;2000年
17 刘志辉;基于虚拟仪器技术的冻土声电效应观测平台研究[D];西南交通大学;2007年
18 何菲;正冻粉质粘土水分迁移规律与不同介质间冰膜形成机理的试验研究[D];兰州交通大学;2013年
19 孙卓;冻土断裂力学应力强度因子的数值模拟计算[D];大连理工大学;2006年
20 冯悦;列车荷载下高温冻土场地路基的动力反应分析[D];哈尔滨工业大学;2012年
中国重要报纸全文数据库 前20条
1 本报记者 陈彬 通讯员 袁芳;刘建坤:执著一生冻土情[N];中国科学报;2014年
2 冯维维;悍犬助力定居冻土[N];中国科学报;2019年
3 刘令智;移冻土球 栽大果树[N];山西科技报;2002年
4 王星;带冻土球移栽果树好[N];瓜果蔬菜报.农业信息周刊;2005年
5 本报记者 高俊;青藏铁路冻土研究成果辉煌[N];中国铁道建筑报;2006年
6 记者 李丽云 通讯员 孟姝轶;我学者首次揭秘冻土与野火的关系[N];科技日报;2020年
7 朱海燕;冻土,挺进西藏的地下天门[N];中国铁道建筑报;2003年
8 王进东;我国冻土研究水平居世界前列[N];中国矿业报;2006年
9 蔡恩泽;寂寞中坚守冻土世界32年[N];中国审计报;2006年
10 邵文杰;我国冻土研究居世界领先水平[N];光明日报;2006年
11 ;且听科学家说冻土[N];科技日报;2001年
12 本报见习记者 马卓敏 通讯员 岳晓;在冻土上描绘科学图画[N];中国科学报;2016年
13 记者 鞠春艳;中科院西北研究院大兴安岭冻土研究站落成使用[N];大兴安岭日报;2020年
14 新华社记者 多穷 段博;青藏铁路将使冻土理论研究得到提升[N];新华每日电讯;2001年
15 本报特派记者  洪崇恩;敢在冻土上动土的人[N];文汇报;2006年
16 王圣志;主动保护冻土和热棒技术可行[N];中国环境报;2002年
17 朱海燕;让青藏铁路的冻土冻得更牢更实[N];中国铁道建筑报;2004年
18 本报记者 孙楠;冻土融化加剧气候变暖[N];中国气象报;2015年
19 傅亮 本报记者 梁健;赖远明:世界冻土研究“领跑者”[N];江西日报;2011年
20 记者 李峰;亚洲国际冻土会议在兰召开[N];甘肃日报;2006年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978