摘要：为了更合理地评价新型热锚管框架冻土边坡体系在地震和冻融双重作用下的稳定性,首先推导了基于融土层弹性放大效应的加速度表达式;其次根据热量收支平衡原理给出热锚管作用下冻土边坡滑移面的位置;然后提出了基于热锚管锚固力应力扩散效应的双层介质附加应力等效模型;最后给出该冻土边坡体系稳定性的计算方法,并结合工程算例,将该方法与传统拟动力法、拟静力法对比分析,证明了改进拟动力法能够刻画热锚管框架冻土边坡体系的稳定性.结果表明,热锚管支护技术与热棒、锚杆技术相比,其防治冻土边坡的效果更好,且热锚管的锚固力越大,换热能力越强,冻土边坡体系的稳定性越好;由于波动效应的存在,抗震设计时须充分校核不同地震波振动频率的影响,尤其是与融化层自振频率相近的情况;采用该方法得到的沿坡高放大系数为非线性的,而采用传统拟动力法其结果是线性的,导致安全系数被高估,但采用改进传统拟动力法的放大系数后,也能取得与改进拟动力法相近的结果.该研究可为热锚管框架支护冻土边坡的抗震设计提供理论依据和新思路.

摘要：为了更合理地评价地震作用下热锚管框架支护多年冻土边坡的稳定性,基于波动理论和极限分析上限定理,并结合似黏聚力理论和冻土边坡失稳破坏模式,推导了地震波在冻融双层介质交界面处的波形转换和透射反射系数,给出了P波或SV波作用下的热锚管框架冻土边坡体系地震动力稳定性计算方法,并结合算例进行了分析与验证。结果表明:新型热锚管支护技术与热棒、锚杆相比其可靠性更好,能够从热学和力学2个方面共同提高冻土边坡的稳定性,其换热能力越强、极限锚固力越大,冻土边坡稳定性也就越高;入射地震波强度增加,热锚管冻土边坡体系的稳定性降低,且提出的地震稳定性分析方法与动力强度折减法和传统拟静力法结果总体趋势较为一致。研究结果可为热锚管框架支护冻土边坡的抗震设计提供科学合理的依据。

摘要：为了明确寒区框架锚杆边坡支护结构的工作机理,建立了框架锚杆支护冻土边坡的水热力耦合计算模型,采用有限元法进行了求解,基于MATLAB软件平台编写了计算程序,并通过已有的试验考证了程序的正确性。算例分析给出了边坡温度场、水分场、应力场和支护结构冻融反应的分布规律。结果表明:坡面上部受气温影响较大,融化时活动层含水量接近饱和,坡脚附近出现过饱和的"水泡";冻结时剪应力最大值是融化时的2倍,且分布均匀,边坡处于稳定状态,融化时剪应力在活动层和稳定冻土层交界面发生突变,边坡处于不稳定状态,该交界面是潜在滑移面;在一个冻融周期内,锚杆轴力、立柱内力和水平位移均先增大后减小,且随坡高逐渐增大,3种工况下结构内力和水平位移的关系为冻结时大于融化时大于初始时;冻胀时各层锚杆锚头处轴力增量最明显,增幅沿杆轴方向逐渐减小,融化时锚杆轴力和立柱内力大幅减小,且留有残余变形。因此,框架锚杆支护冻土边坡时,建议支护结构应按冻胀工况进行设计和计算。