摘要：受长期低温环境作用,寒区铁路隧道衬砌易出现开裂、剥落等病害,影响结构的安全耐久性。通过梳理分析寒区隧道衬砌抗冻设防相关建设标准现状及存在问题,从设计和施工方面提出需要研究完善的主要内容,并结合具体工程实例,进一步探讨抗冻设防段衬砌的配筋参数、伸缩缝设置等主要设计标准和保温层防水施工工艺,提出寒区隧道衬砌模段长度计算方法。结果表明:(1)抗冻设防段衬砌的纵筋宜采用“细而密”的配置方式,有利于提高结构的抗裂性能;(2)“零缝宽”伸缩缝在一定条件下能够消减寒区隧道温度应力作用;(3)“喷涂式”聚氨酯保温板防水处理施工工艺可有效提高保温性能;(4)隧址区的年平均气温应作为寒区隧道衬砌环境温差的重点考量因素,计算结果表明,当最冷月平均气温-3~-8℃,年均温12~8℃时,12 m的衬砌模段长度亦可满足季节性温差要求。

摘要：从材料研究与路面结构设计等角度综述了沥青及沥青混合料的低温性能研究进展,以沥青低温性能评价、沥青混合料低温性能评价及混合料低温性能仿真模拟评价三个角度介绍了近年来国内外针对沥青及沥青混合料的低温性能评价研究。认为应在材料研究、路面设计的基础上对高寒、大温差地区的路面低温性能展开探索;建立同高寒、大温差气候条件相适应的耐久性路面低温性能评价指标;并同时从力学仿真模拟领域入手,对沥青混合料的抗裂力学性能变化趋势进行深入研究。

摘要：近年来,随着我国“一带一路”的建设与交通网的西移,越来越多的寒区隧道在西部地区修建,但是由于寒区隧道冻害频繁发生,因此防寒保温是寒区隧道工程建设中亟待解决的难题。通过回顾典型寒区隧道工程案例,总结了寒区隧道冻害特点与成因,归纳了已有寒区隧道防排水措施和洞周、洞口保温措施,并对其合理性与适用性进行了评价,以期为未来寒区隧道的冻胀效应、防寒保温设计提供参考。

摘要：在墙体中应用相变材料可以显著改善墙体的保温蓄热能力,但相变材料厚度和墙体构造的选择尚需科学论证。基于寒区气象特点,选择适用于寒区建筑外墙的相变储能材料,从墙体的传热特性角度出发,通过建立不同相变材料层厚度和多种构造的相变墙体模型,研究多种情况相变墙体的热特性。结果表明,相变墙体在冬季的保温蓄热能力受相变材料层位置和厚度影响,夏季效果主要受相变材料厚度影响;相变材料厚度为40 mm的中间型相变墙体和相变材料厚度为60 mm的内侧型相变墙体比较适合寒区建筑应用。研究所得结论可为寒区相变墙体的结构设计优化提供参考。

摘要：通过改变泡沫混凝土的水胶比、水泥掺量、粉煤灰掺量及矿粉掺量,测试冻融循环作用下试件抗压强度,利用正交实验选出最优方案和最显著因素,并通过F50冻融循环试验,分析冻融循环后的冻融质量损失率与冻融强度损失率规律。结果表明:经历冻融循环作用后,相较未涂防水涂料的泡沫混凝土,外涂有机硅烷防水涂料的泡沫混凝土抗压强度高出10%左右;无论试件涂刷有机硅烷防水涂料与否,正交实验选出的最优组合均为A1B3C3D1;所设计的9组试样均满足F50冻融循环试验要求。

摘要：针对寒区土石坝护坡普遍存在的冻胀破坏问题,选取寒区某土石坝工程为研究对象,结合土石坝工程特点,建立考虑水-热-力耦合作用的有限元计算模型。研究护坡在库水位和坝体填土水分迁移作用下冻胀破坏全过程,分析土石坝温度场、水分场和位移场的变化规律,并将位移场有限元计算结果与实测冻胀变形资料进行对比,验证有限元计算结果。研究结果表明:冻胀作用对坝坡影响深度约为2 m,坝坡浅层0~2 m范围的温度变化受外界气温影响较大,坝体内部温度相对坝坡浅层变幅小,且有一定的滞后性;负温使坝坡浅层孔隙水相变成冰,宏观上表现为未冻水体积分数的降低,坝坡浅层土石混合体孔隙水相变、坝体填土内水分向坝坡迁移和冻结峰面向坝体内部移动是护坡冻胀破坏的主要因素;大坝坝坡计算冻胀量为20~30 cm,最大值为36 cm,计算结果与实测冻胀变形资料吻合;护坡冻胀破坏主要由砂砾料垫层、坝体填土等土石混合体冻胀及冰推力共同作用引起。研究结果可为寒区土石坝护坡设计提供参考。

摘要：寒区堤防冻结深度的变化是堤防建设和确保河堤正常运行时需考虑的重要因素。为探究太阳辐射对寒区堤防冻土冻深变化的影响,本文借助室内设计的太阳辐射模拟器开展物理边坡模型试验,研究了温度、未冻水含量及太阳辐射热变化与堤防冻结深度发展的关联性,并运用BP神经网络和基于鲸鱼优化算法的BP神经网络两种方法,建立冻结曲线和融化曲线预测模型。之后与Stephen公式和改进Stephen公式对比分析了4种预测方法的优劣。结果表明,基于鲸鱼优化算法的BP神经网络并考虑辐照影响的寒区堤防冻深发展预测模型预测效果更好,能有效解决冻土冻结深度与各影响因素间复杂的非线性关系,可为寒区堤防设计和维护提供参考。

摘要：目的 研究寒区冷补沥青液的制备,解决寒区沥青路面坑槽病害难以快速、高质量修补的问题。方法 采用3#航空煤油、100#溶剂油作为稀释剂,单组分湿固化添加剂、单组分树脂类添加剂以及抗剥落剂LB-6176作为添加剂,制备适合寒区使用的冷补沥青液;采用正交试验对冷补液的配方进行优化,提出寒区冷补液性能建议技术要求。结果 冷补液黏度受到稀释剂和添加剂掺量的影响程度最大,抗剥落剂和添加剂决定了黏附性和1~3d内挥发性的好坏,流动性能随添加剂掺量的增加而降低,且影响趋势相似。结论 冷补液的配比为:沥青100%(外掺质量分数),稀释剂40%,添加剂12%,抗剥落剂0.2%;建议冷补液常温表观黏度不超过20 Pa·s、黏附性等级不小于4级、流动时间小于180 s、1 d的损失率不小于0.7%、3 d损失率不小于1.0%。

摘要：随着城市化进程加快、气候多变,城市雨雪冰冻灾害日趋严重。针对冬季融雪带来的地表积水问题,利用Storm Water Management Model(SWMM)研究了机械、化学、人工3种清雪措施对冬季寒区城市融雪径流规律和低影响开发(LID)效果的影响机理。研究结果发现,3种清雪措施对于冬季寒区城市地表径流调控起到了显著作用,地表径流控制率增幅为5.9%~21.8%。3种清雪措施与LID组合使用后,均可将地表径流控制率提高至85%以上,相较于未清雪情景相比,地表径流控制率提高了40.0%~44.2%;与单独采取清雪措施相比,提高了22.4%~34.1%;与单独采取LID措施相比,提高了1.5%~5.7%。因此,清雪措施与LID的结合使用可提高冬季城市地表径流调控效果,不同清雪方式与LID的组合方式,对城市融雪径流的调控效果差异显著。

摘要：寒区建筑因碳排放总量大、强度高、能源结构落后,成为我国建筑领域实现碳中和亟需攻坚的主战场之一。其碳中和进程受困于城乡建成环境差异大与自然资源分布不均衡导致的减碳路径不一、减碳框架复杂以及因冬季长时间低温导致的建材消耗量大、建设施工周期长、采暖能耗占比高等现实瓶颈。为应对寒区建筑碳中和的瓶颈问题,本文从建筑全过程碳排放特征与机理出发,建立整体统筹的碳中和理论体系,形成分段控制的减碳方法体系与重点场景的降碳技术体系,以实现寒区建筑碳中和的全局考量与科学决策。