摘要：多年冻土是含有冰的特殊土体,在自然环境变化及工程扰动下易发生冻胀融沉变形,严重威胁着青藏高原工程建筑物的安全稳定,特别对青藏铁路的畅通运营提出了严峻挑战。以青藏铁路五道梁地区路基断面为研究对象,采用颗粒离散单元法,通过建立热-力离散元计算模型,对路基的温度场和变形进行了计算和预测。结果表明:离散单元法克服了有限元方法无法模拟颗粒间导热与接触粘结作用的瓶颈,能够从微观层面阐释宏观变化,较为真实地反映冻土的导热和力学变形;离散单元法数值计算分析发现,随着运营时间的增加,路基存在冻土退化问题,而且路基中颗粒间热交换复杂,在0℃等温线区域和路基坡脚处,颗粒间相互作用更为突出。热-力耦合离散元为冻土工程研究提供了新思路,可更好地为寒区工程服务。

摘要：动应变幅反映土的振动特征和阻尼特性,温度影响土中水的形态,从而影响动应变幅的大小.采用MTS-810型三轴试验机对一系列温度下黏土的动应变幅变化特征进行研究,结果表明:仪器误差、操作误差等可能使试验结果具有变异性,可采用取平均值的方法来减小试验结果的变异性.动应变幅随加载级数的增加逐渐增大.当温度高于土中水的冻结点时,温度变化对动应变幅的影响较小;当温度低于土中水的冻结点时,随温度的降低,动应变幅变化较显著;当温度低于-4℃时,随温度的降低动应变幅几乎不发生改变.动应变幅随动应力幅的增大呈线性增大趋势.

摘要：最大冻结深度是季节冻土变化的主要指标,也是季节冻土地区工程设计、建设、运营的重要参数。通过斯蒂芬(Stefan)方法计算了1990-2014年西藏地区季节冻土的最大冻结深度,分析了其时空变化特征,结果表明:近25 a西藏地区季节冻土最大冻结深度在空间分布具有垂直分带性、纬度地带性和区域性等规律,基本上呈自西北向东南方向递减的空间分布特征;时间上,在全球气候变暖的背景下,最大冻结深度基本呈逐年减薄的特征。西藏地区季节冻土最大冻结深度与年平均气温和年降水量呈现负相关,随着年平均气温和年降水量的上升,最大冻结深度呈减小的趋势,且最大冻结深度对年平均气温的响应比对年降水量的响应显著。

摘要：冰-冻破坏是寒区冬季输水渠道结构破坏的主要原因,而目前尚缺乏准确的分析方法和评价准则。本文从冰盖生消过程中结冰初期、流冰期和封冻期3个阶段衬砌结构冰冻破坏机理出发,考虑在冰-结构-冻土协同作用下,基于弹性地基梁Winkler理论推导了衬砌结构的挠曲线微分方程,分别建立了3个阶段衬砌结构的冰冻破坏力学模型,并结合相应荷载组合和边界条件对模型求解获得了衬砌结构的挠度、内力和应力的解析表达。应用该模型对南水北调京石段某输水渠道进行冰冻破坏分析计算,结果表明:结冰初期、流冰期和封冻期3个阶段衬砌结构的法向冻胀位移最大值分别为10.62、13.89和5.05 cm,对应3个阶段衬砌结构的截面最大拉应力分别为3.63、4.11和2.05 MPa,且破坏位置均在冻结区坡板的中下部,与现场监测渠道冰冻破坏分布规律吻合。据此,建议寒区冬季输水渠道控制运用中应尽量缩短结冰初期、流冰期时间,延长第3阶段稳定封冻期时间,同时应合理控制地下水位和冰盖厚度。研究结果可为寒区冬季输水渠道抗冰冻设计提供理论依据和分析方法。

摘要：姜路岭隧道地处青藏高原多年冻土地区,其高海拔、高寒、缺氧环境下多年冻土及软弱大变形围岩的公路隧道设计施工技术属国内乃至亚洲首例,也是共(和)玉(树)高速公路重难点控制性工程。为研究姜路岭隧道施工过程中的水热力(变形)状态及其演变,采用冻土工程水热力耦合计算理论及数值仿真程序,模拟了该隧道三个关键施工步骤的水热力分布规律,以此提出了隧道修建过程中的重点监测位置及注意事项。研究成果可为姜路岭多年冻土隧道的设计施工提供理论指导和技术支持,进而为类似寒区隧道工程的设计和施工提供参考依据。

摘要：通过两淮地区深部人工冻土在不同含水率和温度(-5℃、-10℃、-15℃等3温度水平)下进行冻融循环单轴瞬时强度试验。结果表明:在温度-5℃条件下,不同含水率的冻土随着冻融循环次数的增加,瞬时强度先减小后增大。当试验温度为-10℃时,随着冻融作用次数的增加,强度先增加后减小,但变化幅度不大。当试验温度为-15℃时,冻融作用对人工冻土的强度影响不显著。在试验温度范围内,冻融循环使人工冻土强度变化范围为0.16~1.32 MPa。试验结果可以对深部矿井冻结法设计和施工提供科学指导。

摘要：研究目的:目前,多年冻土区路堑边坡防护方面开展的试验研究较少,缺乏设计、施工和应用效果等方面的研究成果。基于青藏铁路北麓河试验段柔性护坡试验工程的地温和变形观测资料,分析了泡沫玻璃护坡和草皮护坡下的地温发展变化规律和边坡纵向变形过程,阐述了两种柔性护坡防护工程的应用效果,希望为多年冻土区道路工程边坡防护设计、施工提供科学依据。研究结论:泡沫玻璃板短期内具有较好的保温效果,可以减小季节融化深度,有利于边坡的稳定。但泡沫玻璃护坡段冻结期发生了较明显的冻胀变形,并导致泡沫玻璃在外力下的破碎和断裂。考虑到其易风化,抗变形能力和适应性较差,该种泡沫玻璃不宜在多年冻土区路堑边坡防护工程中推广应用。草皮护坡段下的季节融化深度较大,但草皮护坡整体上大部分比较平整,变形较小,其变形适应性较好,可能是比较适宜在多年冻土区路堑工程中应用的边坡防护形式之一。

摘要：为研究冻融前后滨海软土应力应变特性的变化,对不同冻融循环作用后的原状滨海软土进行了三轴试验。试验围压设为400 kPa,考虑了6个不同的冻融循环次数。引入应力相对软化系数对冻融循环后滨海软土的结构性变化进行了初步分析。实验结果表明:①随着冻融循环次数的增加,滨海软土的破坏应力逐渐减小,5次冻融后的破坏应力约为其原始破坏应力的42%;②冻融循环次数的增加使滨海软土的软化特性逐渐降低,甚至消失,5次冻融后的应力相对软化系数逐渐趋于零。提出了冻融循环作用下软土的应力应变软化模型。最后,结合试验数据,给出了模型参数的确定方法,并通过曲线拟合对比证明了该方法的准确性。

摘要：近年来,受气候暖湿化过程影响,青藏高原湖泊数量及面积增加趋势明显,发生了系列湖岸溃决事件。为防止此类水患威胁到人民生命财产安全和重大工程设施,可通过人工引流疏导工程将外溢湖水有序、可控引流至下游安全区域。然而,在多年冻土区实施引流疏导工程,势必显著改变区域多年冻土水、热状况空间分布,影响区域生态环境的同时严重破坏了水工构筑物自身的长期稳定性。以可可西里盐湖正在开展的引流疏导工程为例,结合现有多年冻土勘察监测技术手段,基于区域多年冻土特征和引流疏导工程构成,提出了利用InSAR、无人机航拍、气象站点观测、地温观测、地球物理勘探等手段实现区域多年冻土空间分布与水热状况的立体监测方法。通过该方法,可实现区域环境气象要素、多年冻土水热状况空间分布和工程稳定性的同步监测,为工程对区域多年冻土环境影响评估提供科学依据,同时服务于工程稳定性和服役性能的预测预警,为未来我国多年冻土区水利工程建设与维护提供重要参考。

摘要：影响冻土力学性能的因素包括含水量、温度以及加载速率等,且因素间可能存在较强的交互作用。为了区分各因素对冻土力学性能影响的主次以及评估因素间的交互作用,利用Excel软件强大的数理统计功能和良好的可视化界面,制作了能自动分析各因素主次性和交互作用的数据分析模板,从而实现了设计与数据分析的动态可视化。该模板可以用来处理考虑交互作用的3因素3水平试验数据。通过该模板,不但能够节省计算工作量,而且能方便找出影响试验指标的主要因素,并能方便地得出交互作用效应。