一、多年冻土地区桩基低温混凝土温度控制方法（论文文献综述）
李君善[1]（2021）在《冻结砂土与混凝土接触面的剪切蠕变特性试验研究》文中提出桩基础由于其良好的承载性能和结构优势,在冻土区得到了广泛地应用,成为了冻土区最常用的基础形式之一。而冻土由于其特殊性,明确冻土与混凝土间的承载特性,关系到桩基在冻土中的长期承载性能和变形稳定性,同时也关系到上部高层建筑、高速铁路、高速公路等重点工程的结构安全。本论文以冻结砂土与混凝土接触面的剪切蠕变特性为研究对象,在-2℃温度下,以不同剪应力模拟上部荷载,不同法向应力模拟桩周土侧向土压力及冻结力,研究剪应力、法向应力、冻土含水率、接触面粗糙度等四个因素对接触面剪切蠕变特性的影响,分析蠕变规律,探究接触面蠕变机理,建立接触面蠕变模型。本文主要采用分别加载的方式,进行恒温恒压下的常蠕变剪切试验,分别对四种剪应力水平（54.15 k Pa、110.4 k Pa、166.65 k Pa、222.9 k Pa）、三种法向应力水平（100 k Pa、150 k Pa、200 k Pa）、三种混凝土粗糙度条件（粗糙度0 mm、0.059 mm、0.098 mm）、七种含水率条件（包括6%、12%、16%等3种低含冰量冻土和23%、36%、60%、80%等4种高含冰量冻土）下的冻结砂土与混凝土接触面的剪切蠕变特性进行了对比分析,共计14组常蠕变剪切试验。另外,为了确定接触面剪应力条件,在与常蠕变试验相同条件下进行了1组接触面快剪试验;为了对比分析分别加载与分级加载的区别,进行了1组接触面分级加载剪切蠕变试验。剪应力水平的提高会直接影响接触面的变形稳定性。当剪应力水平从54.15 k Pa提升到222.9 k Pa时,接触面剪切蠕变曲线从衰减蠕变转变到了非衰减蠕变,剪应力为222.9k Pa时试样从加载到破坏的总时间是剪应力为166.65 k Pa时的三分之一。换言之,剪应力越大,接触面变形越不稳定,相应的瞬时蠕变量也就越大,稳定蠕变持续时间越短,稳定变形速率越大,试样越容易破坏。而法向应力由于能够提高界面接触力,使得冻结砂土与混凝土面的接触更加紧密,所以法向应力水平对接触面剪切蠕变特性的影响规律与剪应力水平的影响规律正好相反。即法向应力越大,接触面的变形越稳定,法向应力的提高能够显着增强接触面的蠕变强度。随着冻土含水率的增加,相同时间内接触面的蠕变变形呈现先减小后增大的变化趋势,当含水率为16%时的接触面在相同试验条件下的变形最小。同时由于含水率增加引起冻结砂土中未冻水含量的增加,当冻结砂土含水率达到80%时,接触面的变形发展表现出明显的粘性特征。从冻结砂土与不同粗糙度混凝土接触面的试验研究中可以发现,粗糙度的提高能够明显地改善接触面的承载性能,在一定范围内粗糙度越大,接触面变形越稳定。应用分别加载和分级加载方式研究接触面蠕变特性时,发现在较低剪应力水平下（54.15 k Pa和110.4 k Pa）,二者相差不大,可以得到相似的研究规律;但当剪应力水平提高到166.65 k Pa时,由于前两级荷载下接触面变形的累积发展,分级加载试验在加完第三级荷载后快速发生了破坏,分级加载并不能真实反映高应力水平下接触面的剪切蠕变特性。在试验研究和接触面剪切蠕变规律分析的基础上,本文通过模型适用性分析,探讨了冻结砂土与混凝土接触面的剪切蠕变机理,建立了符合试验规律的蠕变模型。分析发现,伯格斯模型和西原模型能够揭示接触面在较小应力下的衰减蠕变现象,和应力较大时不稳定蠕变阶段和稳定蠕变阶段的蠕变过程,但对加速蠕变试验规律并不能进行很好的描述。本文基于现象学理论,通过分析不同剪应力条件下蠕变速率和时间的关系,得出了具有较好的模型适用性的接触面现象学蠕变模型。通过验证,模型计算得到的值和试验值的吻合度较高。
薛鹏[2]（2021）在《水平荷载对人工冻土模型桩竖向承载的力学特性影响试验研究》文中研究说明随着经济的高速发展,我国开始不断加强和完善冻土区基础设施的建设,自青藏铁路建设以来,桩基因其独有的优点在冻土地区被广泛使用,考虑到桩基在使用过程中受力十分复杂,除受竖向荷载以外还有会受到列车制动、地震、强风和洪水等产生的水平荷载,而目前大多数研究只是局限于竖向或水平荷载单独作用对冻土桩基的承载能力、荷载分布情况以及桩土相对位移的影响,对于组合荷载作用下冻土桩基承载力特性的研究还比较少,因此本文开展了不同荷载工况和不同温度环境下水平荷载对冻土桩基竖向承载力特性的研究,并通过ABAQUS软件模拟了桩周土体的应力分布规律,得出的主要结论如下:（1）水平荷载会使桩基竖向沉降量增大,沉降主要发生在竖向荷载较大时,水平荷载值越大,同一竖向荷载产生的沉降量也越大,水平力的施加导致桩基承载能力降低;水平荷载作用下桩身会产生侧向位移,竖向荷载会使桩顶侧位移曲线的拐点位置后移,受压侧土体由弹性变形阶段进入塑性变形阶段所需的水平荷载变大,随着竖向荷载增大,同一水平荷载所引起的桩顶侧向位移减小,桩身侧向位移的零点位置变浅,水平荷载对桩身挠度的影响越小,预先作用竖向荷载能够抑制桩身的挠曲变形。（2）预先施加水平荷载会使上部的土抗力发生变化,桩侧平均冻结力降低,最大冻结力出现的位置下移,同一竖向荷载产生的桩身轴力增大,传递到桩底土体的荷载增加;施加竖向荷载后弯矩最大值出现位置以及桩身弯矩零点位置相比纯水平荷载作用时均上移,最大弯矩值减小,竖向荷载对桩身弯矩具有明显的抑制作用。（3）三种温度环境下预先作用水平荷载均使桩基竖向沉降量增大,冻土环境中水平力对桩基竖向沉降影响相比2℃融土较小;同一水平荷载对-10℃冻土、-6℃冻土、2℃融土的桩顶侧位移依次增大,施加竖向荷载对三种温度下的桩顶和桩身侧位移抑制效果不同,其中2℃融土工况下的抑制效果最为明显,桩身侧位移零点位置上移幅度最大,水平荷载对桩基侧向扰动范围减小最多。（4）预先施加水平荷载对2℃融土的桩侧冻结力以及桩身轴力的影响最大,桩侧最大冻结力相比冻土环境减小最多,水平荷载对轴力的增大效果最明显,-6℃冻土时桩侧冻结力相比2℃减小幅度较小,桩身轴力略微增大,当温度降低至-10℃时,施加水平荷载前后桩侧冻结力减小不明显,水平荷载对桩身轴力影响不大。（5）预先作用竖向荷载,三种温度环境中同一水平荷载所引起的桩身弯矩均有不同程度的减小,其中-10℃的弯矩值减小量最多,主要原因是-10℃时桩侧冻结力产生的反弯矩相对较大,抵消部分弯矩;在冻土和融土条件下,预先施加竖向荷载均可提高桩基的抗弯刚度,且土体温度越低,预先施加竖向荷载对桩身弯矩值的减小幅度越大。（6）水平荷载会导致桩身前侧土压力增大,且其影响主要发生在土体顶部位置,当荷载增加至一定值后,受压侧上部土体最先达到屈服状态发生塑性破环,桩基水平承载能力迅速降低;施加竖向荷载后,桩端土体破坏首先出现在桩底与冻土的接触面上,随着荷载的增大,土体的破坏区域逐渐向周围扩展。
代金鹏[3]（2020）在《钻孔灌注桩混凝土水化热与冻土环境耦合作用下时变温度场研究》文中研究说明随着我国西部大开发、东北振兴战略的持续推进,高原高海拔、高纬度冻土地区铁路、公路、建筑工程等基础设施建设方兴未艾。各类工程基础结构修建在冻土地基之中,钻孔灌注桩基础是一种常用的基础结构形式,现场浇筑灌注桩与冻土地基的互相作用构成了桩基的承载体系。灌注桩的浇筑造成了对冻土的热扰动,与此同时,冻土环境对灌注桩桩身早龄期混凝土的强度发展和孔结构的形成带来极为不利的影响,进而造成桩身强度降低、灌注桩承载力不足,最终危及结构安全。开展灌注桩与冻土环境的时变温度场研究,是分析钻孔灌注桩混凝土结构强度、耐久性及寿命预测的依据,具有重要的理论意义和工程应用价值。混凝土水化热和导热系数是影响冻土环境钻孔灌注桩时变温度场的关键参数。通过对混凝土水化热和导热系数影响因素的研究,阐明了水胶比、养护温度等因素对混凝土水化热和导热系数的影响机理,建立了混凝土水化热和导热系数时变计算模型,为冻土环境钻孔灌注桩混凝土时变温度场研究中生热量函数和混凝土导热系数的合理选用提供理论支撑。基于热力学和数学物理方法,建立了冻土环境钻孔灌注桩混凝土时变温度场模型。考虑冻土环境钻孔灌注桩混凝土水化热和导热系数时变特性,建立了人工冻土灌注桩有限元模型。进行了人工冻土灌注桩温度场室内试验,验证了有限元模型参数假设和温度场理论计算模型的适用性。主要研究内容和创新如下:（1）采用直接法（半绝热温升）测试了水泥浆体的水化热,以此来模拟钻孔灌注桩混凝土浇筑后水泥迅速水化的生热过程,分析了水胶比、入模温度、粉煤灰掺量对水泥浆体水化热的影响。结果表明,在1d龄期时,随着水胶比的增大,水泥浆体的水化热逐渐减小,但高水胶比提高了水泥浆体28d龄期的累计水化热。水胶比增大延缓了水泥水化加速期的出现。在水泥水化初期,水泥浆体的入模温度对水化热的影响不大,但较高的入模温度带来了较高的最终水化热。随着粉煤灰掺量的增大,水泥浆体的水化热逐渐减小,水泥水化速率峰值逐渐降低。基于水泥水化热计算经验公式,建立了考虑混凝土入模温度及粉煤灰掺量影响的水化热计算时变模型。（2）采用溶解热法测试了恒温养护条件下水泥浆体水化热,以此来模拟冻土环境钻孔灌注桩混凝土温度稳定后水泥水化生热过程,分析了水胶比和恒定养护温度对水泥水化热的影响规律。研究表明,20℃恒温养护下,1d龄期时,随着水胶比的增大,水泥浆体的水化热逐渐减小,1d龄期之后,规律与之前相反。在5℃和0℃恒温养护下,各个龄期时,随着水胶比的增大,水泥浆体的水化热逐渐增大。在-5℃恒温养护下,各个龄期时,随着水胶比的增大,水泥浆体的水化热逐渐减小。水泥浆体的累计水化热随着养护温度的降低而减小,随龄期的增大而增大。分别以基于经验公式的水泥水化热计算模型、基于等效龄期的水化热计算模型和基于水泥水化动力学的水化热计算模型,建立了恒温养护下水泥水化热计算时变模型。（3）基于稳态法测试了20℃、5℃和-5℃恒温养护下不同龄期时处于非饱和状态混凝土的导热系数,分析了水胶比、初始含气量、粉煤灰掺量、养护龄期及养护温度对混凝土导热系数的影响规律。结果表明,水胶比、初始含气量、粉煤灰掺量、养护龄期及养护温度均与混凝土导热系数成反比关系。阐明了各个影响因素与混凝土导热系数之间的相关性,即养护温度>初始含气量>养护龄期>水胶比>粉煤灰掺量。采用多元回归方法建立了混凝土导热系数时变模型。（4）基于冻土环境钻孔灌注桩混凝土物理模型,从传热学基础理论入手,构建了冻土环境钻孔灌注桩混凝土时变温度场微分方程。采用分离变量法进行了冻土环境钻孔灌注桩混凝土时变温度场微分方程的求解,从物理学和热力学的角度出发,提出了采用“热冲量法”的方法来解决时变温度场模型中非齐次微分方程的求解难题。基于Bessel函数基本原理,确定了冻土环境钻孔灌注桩混凝土时变温度场模型基本计算参数。建立冻土环境钻孔灌注桩混凝土时变温度场模型,以期为钻孔灌注桩混凝土原材料和配合比的定量化反向设计提供理论支撑。（5）室内制备了人工冻土灌注桩模型,开展了人工冻土灌注桩温度场试验。考虑冻土环境灌注桩混凝土水化热和导热系数时变特性,提出混凝土水化热和导热系数采用分段函数表示的参数假设,建立了人工冻土灌注桩有限元模型,将桩心处温度测点的室内试验数据、有限元分析数据和理论模型计算数据进行了对比。结果表明,在合理误差范围内有限元计算模型能够准确反映灌注桩混凝土温度变化过程,验证了建立有限元模型时采用分段函数的形式来施加混凝土生热量函数和导热系数的合理性。利用时变温度场理论模型计算得到的桩心处测点温度变化趋势与人工冻土灌注桩实测数据变化趋势基本保持一致。本文建立的时变温度场理论模型计算值与已有文献中人工冻土灌注桩混凝土温度场试验值的偏差较小。在边界条件合适的情况下,可以采用建立的理论模型对冻土环境钻孔灌注桩混凝土时变温度场进行定量分析。
杨柳君[4]（2020）在《地下水对冻土区桩基热力特性影响研究》文中提出在全球气温上升的大背景下,随着降水的增加,冰川冰及地下冰的融化,极大的增加地下水出现的可能性。且地下水的对流热使得相邻范围内的冻土升温甚至融化,将严重威胁冻土区桩基工程的服役性能。因此,在桩基运营期间内因地下水热效应而引起的桩基病害问题是冻土工程面临的新挑战。为此,本文通过制备冻土-结构接触面试样,探究升温诱发冻土-结构接触面力学特征变化过程,并构建多因素耦合下冻土-结构接触面摩擦特性数学表达式;同时基于桩基工程勘测资料,结合冻土-结构接触面摩擦特性数学表征,构建桩-土体系温度场及应力场计算模型,探析地下水热效应对桩-土体系温度场的热扰动规律及桩基承载性能的劣化规律。可为认知冻土-结构接触面强度劣化机制及摩擦特性分析提供试验及理论依据,且是对寒区桩基结构设计及灾害认知的有益补充。针对正融过程中冻土-结构接触面摩擦特性的演化规律问题,开展正融过程中冻土-结构接触面直剪试验得出:在正融过程中接触面抗剪强度随着温度的升高而降低,在含水率为30%及40%时,抗剪强度与温度近似呈现线性关系。当含水率升高至50%及60%时,抗剪强度在-1℃～-0.5℃阶段急剧下降;随着冻土-结构接触面温度的升高,接触面的抗剪强度呈现不同程度的损失。不同含水率的内摩擦角与温度的变化规律与接触面抗剪强度随温度的变化趋势相似。基于冻土-结构接触面内摩擦角的变化关系,构建温度及含水率耦合下冻土-结构接触面摩擦系数数学表达式。针对未来年份地下水作用及地下水区域性差异对桩-土体系温度场的热扰动情况问题,开展无地下水及温度为0.6℃、0.8℃和1.0℃地下水作用下桩-土体系温度场热分析得出:地下水的存在使得周围冻土升温甚至融化,且0.6℃、0.8℃及1.0℃的地下水在30年后的融化范围分别为9.18m、11.17m及13.22m。因此,地下水的存在更易导致桩基承载状态失稳。针对未来年份地下水热效应影响下桩基承载性能的劣化规律问题,开展不同年份时地下水对桩基承载性能的数值计算分析得出:在极限荷载的作用下,轴力沿桩长呈现自上而下减小的趋势,且随着地下水温度的升高,在距离桩端越近轴力曲线的收敛的越快。随着地下水对冻土热扰动的效果不断增强,下部桩基的桩侧摩阻力衰减趋势越发明显。依据桩基的Q-S曲线变化规律可将其分为弹性阶段、弹塑性阶段及塑性阶段。当地下水作用时,桩基的Q-S曲线明显向左偏移且桩基沉降不断增加。当在桩基极限荷载作用时,随着地下水温度的升高,桩基下部的桩周土体的位移量明显增加,且桩-土体系位移沿径向方向向远处扩散的距离增加。
王鑫[5]（2020）在《寒区冻结土石混合体-结构界面力学特性研究》文中进行了进一步梳理随着全球气候变化和工程活动影响青藏工程走廊内冻土退化,冻结土石混合体的热融引起结构稳定性下降是寒区工程建设需要面对的重大难题。而热融诱发不同工况土石混合体-结构界面强度劣化特性及机制是本研究的核心科学问题。论文以冻结土石混合体与混凝土组合体试样开展正融下界面强度劣化试验,明晰正融过程中不同参数界面温度随时间变化规律;基于界面宏观剪切强度,分析含石率、含水率和正应力影响下正融过程冻结土石混合体与结构界面剪切强度劣化特征。通过NMR明晰界面强度劣化与未冻水含量变化内在关联,结合力学测试结果揭示碎石含量和初始含水率对冻结土石混合体-结构界面强度劣化影响机制,为冻结土石混合体热融下结构承载性能劣化提供理论参考。针对正融过程中冻结土石混合体-结构界面温度变化问题,基于正融过程不同工况（含石率、含水率）条件下的冻结土石混合体-结构界面温度标定试验,探究不同含石率界面在相同的时间内的温变速率,明晰热融下冻结土石混合体与结构界面相变时间与含冰量的内在关联,归纳碎石介质参与冻结土石混合体热传导作用规律。发现不同含石率的试样界面在-15℃～-5℃负温区间解冻所需时间差异性小。在-5℃～0℃温变区间,由于土石混合体中大颗粒形成稳定骨架而次级颗粒填充大颗粒的空隙,在碎石作为主要传热物质参与整个传热过程中,含石量越大的冻结土石混合体在传热方面表征为导热系数越高。即在相同的时间内,含石率高的土石混合体升温速度会越快。针对热融诱发不同工况土石混合体-结构界面强度损失特征问题,开展预定温度下不同工况参数（含石率、含水率、正应力）的组合体界面劣化规律测试试验,获得正融过程中不同工况参数对应的界面损伤规律,系统分析各界面性状在不同温度阶段的界面劣化行为特征,明确界面显着劣化响应对应的正融特征阈值,揭示正融特征阈值与界面含石、含水、正应力的内在关联。基于含石率、含水率和正压力对界面随着升温解冻的抗剪强度规律,归纳总结强度变化三阶段即（-5℃～-3℃）初始降低阶段、（-3℃～0℃）极速降低阶段和（0℃～15℃）持平阶段;基于含水率对界面强度影响规律,提出二维方向的强度变化“分水岭”。最后通过整个相变阶段界面强度变化规律进一步分析,发现正应力的增加对抗剪强度的影响减弱且出现聚集现象,可知此时界面处于极不稳定状态。针对冻结土石混合体-结构界面劣化响应与未冻水含量变化内在关联问题,本文基于NMR分层测试技术建立温度-未冻水含量-抗剪强度相关关系,可将冻结土石混合体-结构界面整个正融过程划分为三个阶段（即冻结阶段Ⅰ、相变阶段Ⅱ、融化阶段Ⅲ）。界面温度从-15℃解冻至-5℃其界面未冻水含量增长了 1.7%,界面处未冻水含量上升小、界面冰晶含量高,可见在解冻初期冻结土石混合体-结构仍处于冻结状态。试样在解冻初期界面未冻水含量变化较小,但随着解冻程度的加深,未冻水含量开始迅速上升,试样仅从-5℃至0℃界面未冻水含量增长了 80.4%,同时界面抗剪强度出现大幅降低。随着试样融化程度继续加深,试样在解冻至0℃以后其界面未冻水含量逐渐趋于稳定。此时界面冰晶全部融化未冻水试样进入完全融化阶段,相应抗剪强度的降幅也逐渐减小,并逐渐趋于稳定。针对冻结土石混合体-结构破坏错动带形貌特征及劣化机制问题,通过破坏后混凝土界面及土石混合体剪切错动带宏观特征分析,明确不同碎石含量界面及剪切破坏带的破坏特征,提出剪切错动带区域划分,并考虑破坏面土石混合体侧和混凝土侧界面性状差异产生的结合阻抗对正融劣化的反馈效应,提出碎石在现浇混凝土中的嵌固特征。发现随着含石率增加,试样表面状态由光滑平整逐渐变为碎石均布状态,而剪切错动带由平滑的剪切面变为不规则剪切带,且内部裂缝逐渐发育贯通。基于正融过程冻结土石混合体强度概化分析模型,对摩尔库伦准则进行修正。综合界面强度劣化与正融温度、界面性状与试验关联分析,进行细观强度劣化机制分析。基于热融诱发冻结土石混合体-结构界面力学结果和变形分析,归纳碎石含量与初始含水率对界面强度劣化机制影响。以上研究成果不仅是冻结土石混合体研究体系的有益补充,更可为富含土石混合体的寒区工程建设提供有效指导。
付垒[6]（2020）在《冻土区铁路接触网立柱桩基础抗拔承载性能分析》文中研究说明近年来气候变化及人类的活动导致寒区土体的温湿度发生了一系列的变化,这引起了土体物理力学特性的改变,造成土体中基础的承载性能发生变动并影响了基础的安全使用。目前对土体参数变化条件下基础承载力及变形响应情况尚未有完备的研究,论文首先研究了青藏高原的温度及湿度的变化情况,根据土体湿度变化情况设计了一系列的室内试验,确定了桩周土体及桩土接触面的力学参数变化规律,然后建立温度场分析模型对桩土体系的冻土上限进行了计算,最后通过建立力学模型的方式对桩基础在上拔荷载下的承载力及变形响应情况进行了分析,可为评价接触网立柱桩基础的长期承载情况提供参考。针对桩体所处的环境动态变化问题,主要进行了环境温湿度变化的研究。首先通过文献查阅的方式,获取青藏高原近60年的降水数据及近30年的地表温度数据,然后通过数理统计的方式对降水量及地表温度随时间的变化规律进行分析,结果表明青藏高原温度和湿度均会随时间推移发生增大,未来50年内冻土湿度会有6%的增加,温度会升高1℃,这可为确定任意时刻冻土所处的环境提供基础参考。针对桩土体系的物理力学参数随土体温湿度变化的问题,设计了包含土体物理特性试验、三轴压缩试验、接触面直剪试验等一系列的室内试验。通过对试样设置不同梯度的含水率及不同冻融循环次数的方式,得出了土体及桩土接触面的力学参数随时间及土体含水率的变化规律。结果表明,随着含水率的增大,桩周土体粘聚力及内摩擦角均会减小,桩土接触面的粘聚力会发生增大,内摩擦角会减小,这为确定不同时刻土体及接触面的参数变化情况提供了基础依据。针对桩土体系温度场随时间的变化问题,以青藏铁路某段中的接触网立柱桩基础为依据,通过FLAC3D数值模拟软件建立了桩土体系温度场计算模型,分别模拟2019年、2029年、2039年、2049年、2059年、2069年桩土体系的温度场,通过温度场的分布确定冻土上限的位置,分析桩体附近及远端土体上限的变化趋势,计算桩体在温度场变化情况下的上拔承载力。结果表明,未来50年内桩体附近的冻土上限位置先上升后下降,远端土体处的冻土上限位置在逐渐下降,桩基础的上拔承载力在逐渐减小。这可为土体
刘庆贺[7]（2020）在《冻结过程中桩-冻土相互作用的试验研究》文中研究指明寒区工程中,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着。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%。
李发达[8]（2020）在《冻土场地桩基桥梁地震响应及不确定性量化分析》文中研究表明进入21世纪,随着我国经济建设的快速发展,区域协调可持续发展日渐提上日程。为统筹中西部地区均衡发展,基础设施建设已成为发展中西部经济的重中之重。经济发展,交通先行,青藏铁路的开工建设及运营为西部经济的发展奠定了坚实的基础。青藏铁路纵贯青海、西藏两省区,穿越连续多年冻土区,是迄今为止世界上穿越冻土里程最长的高原铁路。为克服冻土场地给建造和运营铁路干线带来的次生问题,工程师常常采用桩基础的形式规避不良地质。然而,加之我国地震分布广、强度大,其中青藏高原地震区地震活动位居全国之首,因此冻土场地桩基桥梁抗震问题日渐突出。基于此,本文选取冻土场地桩基桥梁地震响应作为研究点,将典型冻土场地桩基桥梁作为研究对象。首先,基于室内低-常温动三轴试验数据对p-y曲线进行修正;其次,建立冻土场地桩基桥梁三维有限元数值计算模型,以此模拟冻土条件下桩基桥梁的地震响应特性。最后,利用高斯过程替代模型,计算冻土场地桩基桥梁地震响应的统计变量,进而进行不确定性量化分析。具体研究内容及思路如下:（1）冻土场地砂砾石动力特性试验研究。通过一系列的低-常温动三轴试验,分别讨论了粗颗粒砂砾石在不同温度、不同围压和不同砾砂比条件下的骨干曲线、动剪切模量和阻尼比的变化规律;依据砂砾石试样进行CT扫描试验,在所得CT数均值和标准差的基础上结合动剪应力和动剪应变的变化规律以及试样内部微结构图像分析了砂砾石试样的损伤演化过程和特征。（2）在低-常温动三轴试验数据基础上对常规p-y曲线进行修正,使其更好的适用于冻土场地桩-土动力相互作用模拟。利用界面友好MSBridge程序建立冻土场地桩基桥梁有限元数值模型,详细介绍了数值模型中各部分的模拟细节。最后利用开源有限元数值计算平台Open Sees执行相应的数值模拟,对冻土场地桩基桥梁的地震响应特性进行分析。（3）采用高斯过程替代模型,计算冻土场地桩基桥梁地震响应的统计变量,进而进行不确定性量化分析。基于影响冻土场地桩基桥梁响应的主要参数,确定这些参数的服从分布特点,获取输入样本;其次,基于非线性时程响应,分析不同样本输入下模型的响应,得到输入-输出的训练样本;最后,结合高斯过程替代模型,量化桩基桥梁的地震响应不确定性。本文基于低-常温动三轴试验和三维有限元非线性模型分析为基础,着重探讨了冻土场地砂砾石材料的动力特性和桩基桥梁地震响应特性。在此基础上,采用高斯替代模型,计算冻土场地桩基桥梁地震响应的统计变量,进而进行不确定性量化分析。以上这些工作将为土的动力特性相关试验和桥梁桩基三维有限元建模及地震响应特性研究提供一定的参考价值。
施佳誉[9]（2020）在《渐冻隧道的形成演化规律研究》文中认为川藏铁路建成后,将新增多条寒区隧道,根据以往寒区隧道的建设经验,在隧道建设完成之后,在使用过程中会出现多年冻土隧道的非冻土段和非多年冻土隧道的冻结锋面随着时间的推移向隧道全长扩散冻结的灾变现象（本文简称渐冻现象）,引发衬砌壁面的脱落,导致隧道的结构和使用功能受到损害,甚至造成隧道报废,给灾区人民的生命和财产安全构成严重威胁。本文基于国家自然科学基金课题“渐冻隧道的演化及灾变控制方法研究”,以隧道渐冻灾害现象为背景,根据传热基本方程和能量守恒定律等传热学基本理论,运用模型实验中的普遍采用的量纲分析法对隧道传热模型开展了温度场传热过程相似准则的推导,获得了渐冻隧道几个主要传热过程指数的相似准则数,并得出了相应物理量的相似比,确定了隧道渐冻的判据;自行设计研发了渐冻隧道室内物理模拟试验设备,按照国内相关典型发生渐冻灾害的寒区隧道非冻土段某断面围岩的热物理参数制备了相似围岩材料,在通风和渗流条件下开展了相似模拟模型试验,对隧道渐冻过程温度场进行了研究,研究发现:（1）在全球变暖恒定升温的环境条件下,隧道径向渐冻模式:隧道围岩内径向冻结锋面主要沿着隧道埋深增大的方向推进,进而形成由内向外逐渐冻结增厚的冻结壁。拱顶、左右拱腰和仰拱处的冻结模式稍有不同,主要体现在冻结模式分界面的埋深;长周期条件下隧道径向渐冻模式:隧道围岩内径向冻结锋面主要沿着隧道埋深增大的方向推进,进而形成由内向外逐渐冻结增厚的冻结壁,这个过程持续到600个月,也就是说第50年后,整个围岩盘面上降温过程基本结束,转而变为升温过程,最终将上升到围岩冻土全部融化的状态;（2）在全球变暖波动升温的环境条件下,隧道径向渐冻模式:渐冻隧道径向渐冻模式主要为围岩沿着埋深增长的方向发生渐冻;（3）在全球变暖波动升温条件下,寒区隧道渐冻时径向围岩温度分布演化规律:隧道深部围岩的温度梯度、热流密度和热流量的变化过程大致分为两阶段,在第一阶段,围岩温度从未完全扰动到完全扰动,温度梯度、热流密度和热流量逐渐增加,直至达到峰值;在围岩温度完全扰动后的第二阶段,温度梯度、热流密度和热流量呈现逐渐减小。从第一年的各地层温度变化情况和后期60年的渐融的升温过程中,不同埋置深度处围岩温度随着隧洞内气温的变化而呈现出波动上升的趋势,随着距离围岩表面距离的增大而其波动的振幅不断降低,但其升温规律较为接近,原先温度差距较小的地层中的温度将在升温过程中逐渐趋同,从而引发了寒区隧道沿着径向的渐冻;隧道在全球变暖升温的过程中,隧道隧道围岩温度场呈现出明显的周期性,隧道进口的最大冻深出现在隧道贯通运营后的第50个月（4.2年）,其最低温度达到-3.2℃;距离隧道进口越远,其最低点有所滞后,进口到400米后的出口处的温度最低点大致要延后24个月（2年）,温度最低值0.2℃。（4）在全球变暖波动升温条件下渐冻隧道纵断面渐冻模式为:隧道从进洞口向出洞口逐渐发生冻结,当经过固定的时间间隔（不同埋深处时间间隔不同,以埋深4m处为例,每隔100个月,隧道将发生为期200个月的渐冻灾害,埋深越小,渐冻灾害的持续周期越长）在围岩中将发生渐冻渐融灾害,且循环往复发生。（5）在全球变暖波动升温条件下渐冻隧道纵断面演化规律为:在自然小温度振幅气温的影响下,在隧道入口位置将发生周期性的渐冻渐融灾害,渐冻灾害的发生时间间隔和持续时间随着埋置深度的增大而减小;（6）本研究所得的监测结果通过与其他专家学者的理论和数值模型对比分析可得,与其他专家学者的结果吻合较好,证明该套试验装置能对寒区隧道建设过程中温度场的实测验证起到比较好的模拟作用,其具有的自生型的温度控制系统能够模拟任意热力学工况的温度分布情况,结合现场围岩的基本热力学参数,可对青海周遭类似高寒地区的隧道工程建设提供可靠的指导。
杨进财[10]（2020）在《高温冻土-混凝土接触面剪切蠕变特性试验研究》文中认为近年来,随着我国西部大开发和振兴东北战略的不断发展,大量工程项目在寒区实施修建,建（构）筑物的施工运营破坏了天然冻土的水热平衡,进而引起工程次生灾害。桩基础作为冻土区主要的基础形式,因其对寒区工程的扰动少,且承载性能良好而被广泛应用。随着工程建设及运营向更精细化和高标准化的发展,为减小桩基础在使用过程中的承载性能退化,保障冻土区线路基础的稳定,对桩基础长期承载的研究成为了人们关注的重点对象。为此,本文研究冻土-混凝土接触面的剪切蠕变特性,选取两种类型细粒土,讨论在-1℃试验温度、法向应力为150kPa条件下不同土质（冻结粉土和冻结粉质黏土）、不同试样含水率（22%和25%）、不同接触面粗糙度（0、0.039、0.059和0.098mm）的接触面蠕变特性。依据接触面蠕变曲线结果可知:分级加载蠕变曲线呈阶梯状,具有相同的剪切破坏特征。随着剪切应力的增大,蠕变时间的不断增加,试样的剪切蠕变位移逐步增大,表现为黏性破坏特征;当剪切位移增加到一定值时,试样接触面发生突然破坏。在较低水平剪切应力作用时位移都具有衰减特性,蠕变位移随时间的增加趋于某一恒定值;而当水平剪切荷载进一步增大时,蠕变曲线表现出非衰减特性,并随着时间的累计,接触面发生剪切破坏。另外,冻结粉土-混凝土接触面剪切蠕变破坏时的剪切位移小于冻结粉质黏土-混凝土接触面的剪切蠕变。在相同加载条件下,冻结粉质黏土-混凝土接触面蠕变长期强度较冻结粉土-混凝土接触面的低,剪切蠕变位移大。冻土-混凝土接触面具有明显的蠕变变形特性,在接触面剪切蠕变试验过程中,冻土在剪切荷载作用下首先发生瞬时变形,然后再进行蠕变变形。另外,通过两组相同荷载作用下的分级加载蠕变和常荷载作用下的常蠕变的对照试验研究发现,其最终稳定趋势都基本保持一致。在达到稳定蠕变时,常蠕变达到稳定蠕变所用时间长,剪切位移小。由此可以得到:在衰减蠕变荷载作用以内,本文中分级加载试验的加载时间能较好地反映衰减蠕变趋势。对应力-应变等时曲线分析可知,在剪切应力较低时,应力应变曲线近似为一条直线,且相同时间蠕变阶段的应变比较密集,变形位移较小;在剪切应力较高时,应力应变关系曲线显示为斜率逐渐减小、变形位移相应增大的曲线特征。另外,这两种土类的应力-应变等时曲线都呈折线形,由此可以说明冻结粉土-混凝土接触面和冻结粉质黏土-混凝土接触面的剪切蠕变都具有非线性的特征;随着蠕变时间的增长,等时曲线不断向剪切位移轴倾斜,且说明其非线性特征随着时间的增加而增强。试样含水率从22%增大到25%时,试样的未冻水含量也相应增大,在接触面间形成水膜,导致接触面的润滑作用增强,减弱了其接触面间的摩擦作用,使得接触面剪切蠕变强度随含水率的增大而减小。随着试样含水率的增加,接触面蠕变破坏累计时间逐渐减小,剪切应力也相应减小。另外,与冻结粉土-混凝土接触面蠕变特性相比,随着含水率的增大,冻结粉质黏土-混凝土接触面蠕变具有更强的流变性和塑性,且试样含水率对冻结粉质黏土-混凝土接触面的特性影响更加明显。此外,接触面蠕变长期强度随试样含水率的增大呈减小趋势。接触面的剪切蠕变长期强度随粗糙度的增大而增加,并且随着接触面粗糙度的增大,剪切蠕变对应的剪切位移也呈现增大的趋势。含水率为22%的冻结粉土-混凝土试样,当接触面粗糙度分别为0mm、0.039mm、0.059mm、0.098mm时,接触面剪切蠕变长期强度分别为110.4kPa、147.9kPa、166.65kPa、204.15kPa,接触面粗糙度从0mm增加到0.098mm,剪切蠕变强度增大了85%。表明随着接触面粗糙度的增大接触面剪切蠕变长期强度显着增强。
二、多年冻土地区桩基低温混凝土温度控制方法（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、多年冻土地区桩基低温混凝土温度控制方法（论文提纲范文）
（1）冻结砂土与混凝土接触面的剪切蠕变特性试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 冻结砂土的工程特性试验研究现状 |
| 1.2.2 冻结砂土-结构接触面的力学特性研究现状 |
| 1.2.3 冻土蠕变学理论的研究现状 |
| 1.3 研究内容 |
| 1.4 技术路线 |
| 2 冻土-混凝土接触面剪切蠕变试验设计 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 试验仪器 |
| 2.3 砂土的基本物理性质 |
| 2.3.1 筛分试验 |
| 2.3.2 击实试验 |
| 2.4 试样制备 |
| 2.4.1 混凝土试块制备 |
| 2.4.2 低含水率试样制备 |
| 2.4.3 高含水率试样制备 |
| 2.5 试验条件分析 |
| 2.5.1 温度条件 |
| 2.5.2 含水率条件 |
| 2.5.3 粗糙度条件 |
| 2.5.4 应力条件 |
| 2.6 加载方案分析 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 冻结砂土-混凝土接触面蠕变的影响因素分析 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 试验工况及蠕变稳定判断标准 |
| 3.2.1 试验工况 |
| 3.2.2 蠕变稳定判断标准 |
| 3.3 试验现象描述 |
| 3.4 不同影响因素对接触面剪切蠕变特性的影响分析 |
| 3.4.1 剪应力水平影响分析 |
| 3.4.2 法向应力水平影响分析 |
| 3.4.3 含水率影响分析 |
| 3.4.4 粗糙度影响分析 |
| 3.5 不同加载方式对接触面剪切蠕变特性的影响分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 冻结砂土-混凝土接触面的蠕变学理论分析 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 伯格斯模型适用性分析 |
| 4.3 西原模型适用性分析 |
| 4.4 现象学模型的建立 |
| 4.4.1 现象学蠕变规律基本理论 |
| 4.4.2 接触面剪切蠕变现象学模型的建立 |
| 4.4.3 模型验证 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
（2）水平荷载对人工冻土模型桩竖向承载的力学特性影响试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 冻土桩基竖向承载力研究现状 |
| 1.2.2 冻土桩基水平承载力研究现状 |
| 1.2.3 组合荷载作用下桩基的研究现状 |
| 1.3 本文研究的主要内容和技术路线 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 拟解决的关键问题 |
| 1.3.3 技术路线 |
| 2 冻土桩基室内模型试验 |
| 2.1 桩土模型的制作过程 |
| 2.1.1 相似性原理 |
| 2.1.2 单桩模型制备 |
| 2.1.3 土体模型制备 |
| 2.1.4 桩土模型制备 |
| 2.2 试验装置介绍 |
| 2.3 试验加载方案 |
| 2.3.1 试验加载装置 |
| 2.3.2 模型桩试验加载方案 |
| 2.3.3 土体温度的选择 |
| 2.4 试验荷载工况 |
| 3 试验结果分析 |
| 3.1 单桩承载力计算理论 |
| 3.1.1 单一荷载作用下单桩承载力理论计算 |
| 3.1.2 组合荷载作用下单桩承载力理论计算 |
| 3.2 单一荷载作用下模型桩的承载特性分析 |
| 3.2.1 竖向荷载作用下单桩承载特性分析 |
| 3.2.2 水平荷载作用下单桩承载特性分析 |
| 3.3 水平荷载作用对单桩竖向承载特性的影响分析 |
| 3.3.1 水平荷载作用对桩基位移的影响分析 |
| 3.3.2 水平荷载作用对桩基内力的影响分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 土体温度对组合荷载作用下的桩基承载特性影响分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 不同温度下水平荷载对桩基位移的影响分析 |
| 4.3 不同温度下水平荷载对桩基内力的影响分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 组合荷载作用下桩基承载特性的有限元分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 有限元模型相关理论 |
| 5.2.1 桩土接触的定义 |
| 5.2.2 温度传递理论 |
| 5.2.3 温度边界条件设定 |
| 5.2.4 土体本构模型的选择 |
| 5.3 建立有限元模型 |
| 5.4 有限元模型计算结果分析 |
| 5.4.1 模型计算的对比验证分析 |
| 5.4.2 桩侧土抗力分析 |
| 5.4.3 桩端土压力分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
（3）钻孔灌注桩混凝土水化热与冻土环境耦合作用下时变温度场研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状及发展趋势 |
| 1.2.1 钻孔灌注桩混凝土水化热研究 |
| 1.2.2 混凝土导热系数研究 |
| 1.2.3 冻土环境钻孔灌注桩温度场研究 |
| 1.3 主要研究内容与技术路线 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 1.3.3 论文创新点 |
| 2 原材料与试验方案 |
| 2.1 试验目的 |
| 2.2 原材料 |
| 2.2.1 水泥 |
| 2.2.2 粉煤灰 |
| 2.3 试验方法 |
| 2.3.1 直接法测试水泥水化热 |
| 2.3.2 溶解热法测试混凝土水化热 |
| 2.3.3 混凝土导热系数测试 |
| 2.3.4 混凝土含水率和孔隙结构测试 |
| 2.4 试验方案 |
| 2.4.1 直接法测试水泥水化热试验方案 |
| 2.4.2 溶解热法测试水泥水化热试验方案 |
| 2.4.3 导热系数测试方案 |
| 2.4.4 混凝土含水率和孔隙结构测试 |
| 3 钻孔灌注桩混凝土水化热影响因素与时变模型 |
| 3.1 直接法测试水泥水化热影响因素研究 |
| 3.1.1 水胶比对水化热的影响 |
| 3.1.2 入模温度对水化热的影响 |
| 3.1.3 粉煤灰对水化热的影响 |
| 3.2 溶解热法测试水泥水化热影响因素研究 |
| 3.2.1 水胶比对水化热的影响 |
| 3.2.2 养护温度对水化热的影响 |
| 3.3 水泥浆体水化热计算模型 |
| 3.3.1 水泥水化热计算模型类型 |
| 3.3.2 直接法测试水泥浆体水化热计算模型 |
| 3.3.3 恒温养护条件下水泥水化热计算模型 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 钻孔灌注桩混凝土早龄期导热系数影响因素与时变模型 |
| 4.1 钻孔灌注桩混凝土导热系数影响因素研究 |
| 4.1.1 水胶比对混凝土导热系数的影响 |
| 4.1.2 初始含气量对混凝土导热系数的影响 |
| 4.1.3 粉煤灰对混凝土导热系数的影响 |
| 4.1.4 养护温度对混凝土导热系数的影响 |
| 4.2 钻孔灌注桩混凝土导热系数计算模型 |
| 4.2.1 混凝土导热系数影响因素相关性分析 |
| 4.2.2 混凝土导热系数计算模型 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 冻土环境钻孔灌注桩混凝土时变温度场模型 |
| 5.1 温度场 |
| 5.1.1 温度场的概念 |
| 5.1.2 等温面及等温线 |
| 5.1.3 温度梯度 |
| 5.1.4 热流密度矢量 |
| 5.2 传热学基本理论 |
| 5.3 导热问题的数学描述 |
| 5.3.1 导热微分方程 |
| 5.3.2 单值性条件 |
| 5.4 钻孔灌注桩时变温度场模型 |
| 5.4.1 温度场模型的建立 |
| 5.4.2 温度场模型的求解 |
| 5.4.3 温度场模型计算参数的确定 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 人工冻土灌注桩混凝土温度场试验验证 |
| 6.1 试验方案设计 |
| 6.1.1 试验原材料 |
| 6.1.2 试验方案 |
| 6.2 人工冻土钻孔灌注桩温度场试验结果分析 |
| 6.2.1 人工冻土灌注桩温度测点分析结果 |
| 6.2.2 人工冻土灌注桩温度场云图分析结果 |
| 6.3 人工冻土钻孔灌注桩温度场模拟研究 |
| 6.3.1 模型计算假设 |
| 6.3.2 相关计算参数的确定 |
| 6.3.3 有限元模型的建立 |
| 6.3.4 模拟计算结果分析 |
| 6.4 试验与模拟结果对比分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
（4）地下水对冻土区桩基热力特性影响研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景及研究意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 本课题研究领域国内外的研究现状 |
| 1.2.1 土-结构接触面摩擦特性研究现状 |
| 1.2.2 冻土区桩基承载性能研究现状 |
| 1.2.3 研究现状总结 |
| 1.2.4 问题的提出 |
| 1.3 本课题拟研究内容、研究方案及技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 研究方案 |
| 1.3.3 主要技术路线 |
| 2 冻土-结构接触面摩擦特性试验研究 |
| 2.1 冻土-结构接触面直剪试验研究 |
| 2.1.1 试验测试设备及试样制备 |
| 2.1.2 试验测试分组及测试过程 |
| 2.2 冻土-结构接触面直剪试验结果 |
| 2.2.1 冻土-结构接触面抗剪强度规律分析 |
| 2.2.2 冻土-结构接触面强度指标规律分析 |
| 2.2.3 冻土-结构接触面摩擦特性分析 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 地下水对冻土区桩-土体系温度场影响分析 |
| 3.1 控制方程 |
| 3.2 数值模型建立过程 |
| 3.2.1 数学模型 |
| 3.2.2 几何模型及参数选取 |
| 3.2.3 初始条件及边界条件 |
| 3.2.4 工况划分及数值计算模型 |
| 3.3 数值模拟结果与分析 |
| 3.3.1 地下水对桩-土体系温度场的影响分析 |
| 3.3.2 桩-土接触面温度分布 |
| 3.3.3 地下水对冻土层的影响范围分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 地下水对冻土区桩基承载性能影响分析 |
| 4.1 控制方程 |
| 4.2 数值模型建立过程 |
| 4.2.1 几何模型及参数选取 |
| 4.2.2 边界条件及荷载加载方案 |
| 4.2.3 工况划分及数值计算模型 |
| 4.3 模拟结果与分析 |
| 4.3.1 地下水对桩基轴力的影响分析 |
| 4.3.2 地下水对桩基侧摩阻力的影响分析 |
| 4.3.3 地下水对桩基承载力的影响分析 |
| 4.3.4 地下水对桩-土体系位移场的影响分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（5）寒区冻结土石混合体-结构界面力学特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题的背景及意义 |
| 1.1.1 选题背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 本课题研究领域国内外的研究现状及发展趋势 |
| 1.2.1 冻土区土石混合体特性研究现状 |
| 1.2.2 寒区冻土-结构界面理论及试验研究现状 |
| 1.3 问题的提出 |
| 1.4 本文主要研究工作 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 2 正融过程界面剪切试验方案及方法 |
| 2.1 试验方案 |
| 2.2 试验材料 |
| 2.3 试验仪器与设备 |
| 2.3.1 冻土环境模型试验箱 |
| 2.3.2 正融恒温试验箱 |
| 2.3.3 改装大尺寸剪切盒 |
| 2.3.4 数据采集系统 |
| 2.3.5 核磁共振 |
| 2.4 试验设计 |
| 2.4.1 土石混合-结构组合体试样制作 |
| 2.4.2 正融温度标定 |
| 2.4.3 低温环境剪切 |
| 2.4.4 解冻过程中界面未冻水含量测试 |
| 2.4.5 试验过程 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 正融过程冻结土石混合体-结构界面直剪试验研究 |
| 3.1 冻结土石混合体-结构界面正融过程温度变化研究 |
| 3.2 含石率对正融过程中冻结土石混合体-结构界面抗剪强度影响分析 |
| 3.3 含水率对正融过程中冻结土石混合体-结构界面抗剪强度影响分析 |
| 3.4 正应力对正融过程冻结土石混合体-结构界面抗剪强度影响分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 正融过程中界面力学特性及机制分析 |
| 4.1 正融过程冻结土石混合体-结构界面未冻水与抗剪强度规律分析 |
| 4.1.1 正融过程界面温度-未冻水含量变化规律 |
| 4.1.2 正融过程界面未冻水-抗剪强度变化规律 |
| 4.2 正融过程冻结土石混合体-结构界面剪切破坏特征分析 |
| 4.2.1 剪切错动带区域划分 |
| 4.2.2 剪切破坏带破坏形态分析 |
| 4.3 正融过程冻结土石混合体-结构界面强度劣化机理分析 |
| 4.3.1 正融过程冻结土石混合体强度影响因素分析 |
| 4.3.2 正融过程冻结土石混合体强度判据准则 |
| 4.3.3 含石率对界面抗剪强度变化机理分析讨论 |
| 4.3.4 含水率对界面抗剪强度变化机理分析讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 主要结论 |
| 5.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（6）冻土区铁路接触网立柱桩基础抗拔承载性能分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| 英文摘要 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究目的及意义 |
| 1.3 研究现状 |
| 1.3.1 寒区桩基冻胀力理论研究现状 |
| 1.3.2 寒区温湿度变化对桩基冻胀力的影响研究现状 |
| 1.3.3 寒区桩基础抗拔承载情况研究现状 |
| 1.4 研究内容及技术路线 |
| 1.4.1 主要研究内容 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 2 桩体受力及上拔破坏模式分析 |
| 2.1 冻土地区土体湿度动态变化情况 |
| 2.2 冻土地区土体温度周期变化情况 |
| 2.3 桩基础对土体冻胀的响应 |
| 2.4 寒区桩基础的受力分析与计算 |
| 2.4.1 桩基础受力特点分析 |
| 2.4.2 寒区桩基础稳定性计算 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 桩周土体及桩土接触面物理力学特性试验分析 |
| 3.1 桩周土体物理特性试验 |
| 3.1.1 土体冻结温度试验 |
| 3.1.2 土体液塑限试验 |
| 3.2 桩周土体三轴压缩试验 |
| 3.2.1 试验方案 |
| 3.2.2 桩周土体应力-应变特征 |
| 3.2.3 桩周土体抗剪强度参数动态变化分析 |
| 3.3 桩土接触面直剪试验 |
| 3.3.1 试验方案 |
| 3.3.2 接触面剪切应力-位移特征 |
| 3.3.3 接触面抗剪强度参数动态变化分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 桩土体系温度场变化规律研究 |
| 4.1 冻土热传导计算理论基础 |
| 4.2 温度场分析模型建立 |
| 4.2.1 模型尺寸 |
| 4.2.2 材料参数的确定 |
| 4.2.3 初始计算条件 |
| 4.3 桩土体系温度场模拟 |
| 4.4 温度场变化条件下桩体抗拔承载力计算 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 桩基础抗拔承载力与变形响应分析 |
| 5.1 计算方法及模型建立 |
| 5.1.1 计算方法 |
| 5.1.2 模型计算参数选取 |
| 5.1.3 模型建立 |
| 5.2 桩土体系受力及变形响应分析 |
| 5.2.1 2019年活动层融化时基础的抗拔承载性能分析 |
| 5.2.2 2069年活动层融化时基础的抗拔承载性能分析 |
| 5.2.3 活动层冻结时基础的抗拔承载性能分析 |
| 5.2.4 基础受冻拔力时抗拔承载性能分析 |
| 5.2.5 桩基础受融沉力时承载性能分析 |
| 5.3 不同工况下基础的上拔承载力与变形机制分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（7）冻结过程中桩-冻土相互作用的试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 桩-冻土界面冻结强度研究现状 |
| 1.2.2 土体冻胀力研究现状 |
| 1.2.3 桩冻拔力测试技术研究现状 |
| 1.3 研究内容及技术路线 |
| 第二章 冻融过程中桩-土相互作用的试验方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 桩-冻土作用力传统测试方法 |
| 2.2.1 应变片法 |
| 2.2.2 拉拔法 |
| 2.2.3 反力梁法 |
| 2.2.4 传统测试方法的对比 |
| 2.3 桩-冻土间冻结力的测试方法 |
| 2.4 桩冻拔力的测试方法 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 桩-冻土界面的冻结强度特性 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 试验概况 |
| 3.2.1 试验土体性质 |
| 3.2.2 试验装置 |
| 3.2.3 试验方案 |
| 3.2.4 试验过程 |
| 3.3 冻结粉质黏土中试验结果分析 |
| 3.3.1 剪切力与剪切位移关系 |
| 3.3.2 冻结强度变化规律 |
| 3.3.3 残余强度变化规律 |
| 3.3.4 破坏允许位移变化规律 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 桩的冻拔力试验研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 桩冻拔力试验概况 |
| 4.2.1 土体的物理性质 |
| 4.2.2 试验装置 |
| 4.2.3 试验方案 |
| 4.2.4 试验过程 |
| 4.3 土体温度场变化分析 |
| 4.3.1 土体温度场变化情况 |
| 4.3.2 冻结锋面的迁移规律 |
| 4.4 水分重分布规律分析 |
| 4.5 冻拔力测试试验结果分析 |
| 4.5.1 冻结与融化过程中冻拔力变化过程 |
| 4.5.2 冻拔力随桩土冻结界面面积变化规律 |
| 4.6 桩在冻结过程中受力体系分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 主要结论 |
| 5.2 问题与展望 |
| 攻读学位期间发表的学术论文目录 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（8）冻土场地桩基桥梁地震响应及不确定性量化分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 冻土场地桩基试验研究 |
| 1.2.2 冻土场地桩基桥梁数值模拟 |
| 1.2.3 冻土场地桩基桥梁地震响应特性分析 |
| 1.2.4 桩基桥梁地震不确定性分析 |
| 1.3 目前的现状与存在的问题 |
| 1.4 研究内容 |
| 1.5 技术路线 |
| 第2章 冻土场地砂砾石动力特性试验研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 砂砾石动力特性试验概况 |
| 2.2.1 试验设备 |
| 2.2.2 试样的制备 |
| 2.2.3 试验过程 |
| 2.2.4 本构关系 |
| 2.3 试验结果与分析 |
| 2.3.1 温度对砂砾石动力特性的影响 |
| 2.3.2 围压对砂砾石动力特性的影响 |
| 2.3.3 砾砂比对砂砾石动力特性的影响 |
| 2.4 小结 |
| 第3章 冻土场地桩基桥梁数值模拟与地震响应分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 冻土场地桩基桥梁有限元数值模型建立 |
| 3.2.1 青藏高原冻土区查拉坪大桥工程概况 |
| 3.2.2 MSBridge界面中桥梁构件编号 |
| 3.2.3 OpenSees桩基桥梁有限元模型 |
| 3.2.4 桥面板的模拟 |
| 3.2.5 柱墩和基桩的模拟 |
| 3.2.6 桩-土界面的模拟 |
| 3.2.7 桥梁支座和桥台的模拟 |
| 3.2.8 数值模拟中p-y曲线的修正 |
| 3.3 冻土场地桩基桥梁地震响应特性分析 |
| 3.3.1 基底激励 |
| 3.3.2 排架2桥面板的时程反应分析 |
| 3.3.3 排架2和4中1号柱墩的时程反应分析 |
| 3.3.4 1号柱墩剖面响应特性分析 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 冻土场地桩基桥梁地震响应不确定性量化分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于高斯替代模型的地震响应不确定性量化分析 |
| 4.2.1 Sobol序列采样 |
| 4.2.2 基于高斯过程模型地震响应模拟 |
| 4.2.3 地震响应的不确定性量化 |
| 4.2.4 地震响应不确定性量化分析总结 |
| 4.3 冻土场地桩基桥梁地震响应的评估 |
| 4.3.1 抗震性能参数和指标特性 |
| 4.3.2 输入参数的不确定性对体系地震响应的概率评估 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间论文发表及科研情况 |
| 致谢 |
（9）渐冻隧道的形成演化规律研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 渐冻隧道的概念 |
| 1.3 研究意义 |
| 1.4 寒区隧道国内外研究现状 |
| 1.4.1 渐冻灾害相关寒区隧道温度场的研究现状 |
| 1.4.2 寒区隧道模型试验的研究现状 |
| 1.4.3 隧道渐冻理论的研究现状 |
| 1.5 论文主要内容与研究方法 |
| 2 隧道渐冻相似原理和相似比的确定 |
| 2.1 隧道换热过程的数学描述 |
| 2.1.1 隧道温度场简化计算模型 |
| 2.1.2 控制方程 |
| 2.1.3 单值条件 |
| 2.2 隧道模型试验相似原理 |
| 2.3 隧道传热问题的相似准则 |
| 2.3.1 渐冻隧道围岩、衬砌径向传热模型温度场相似准则 |
| 2.3.2 渐冻隧道衬砌壁与隧洞内空气强制对流换热相似准则 |
| 2.3.3 冻结锋面两侧的传热问题相似准则 |
| 2.4 相似比的确定 |
| 2.4.1 几何相似比和时间相似比 |
| 2.4.2 温度相似比 |
| 2.4.3 其余相似比 |
| 2.5 小结 |
| 3 渐冻隧道室内物理模拟试验系统 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 渐冻隧道传热过程温度场相似模拟试验系统 |
| 3.2.1 基本构成简述 |
| 3.2.2 系统的主要功能和主要技术参数 |
| 3.2.3 系统构成 |
| 3.3 渐冻隧道模型试验装置的制作 |
| 3.3.1 渐冻隧道模型试验相似围岩和衬砌材料的选择 |
| 3.3.2 试验部件加工 |
| 3.3.3 传感器的布设 |
| 3.3.4 相似模拟材料的填筑 |
| 3.4 模型试验监测频率 |
| 3.5 试验实施步骤 |
| 3.5.1 试验操作程序 |
| 3.5.2 模型试验实施方案 |
| 3.6 小结 |
| 4 渐冻隧道室内物理模拟试验结果分析 |
| 4.1 全球变暖升温条件下渐冻隧道径向渐冻模式及其演化规律 |
| 4.1.1 试验结果 |
| 4.1.2 恒定升温条件下渐冻隧道径向围岩冻结模式 |
| 4.1.3 恒定升温条件下渐冻隧道径向围岩热交换演化规律 |
| 4.1.4 脉动升温条件下渐冻隧道径向围岩热交换演化规律 |
| 4.1.5 渐冻隧道内结构位置、围岩埋深对围岩温度的影响 |
| 4.1.6 渐冻隧道径向冻结模式与吴紫汪2002解析解的对比分析 |
| 4.2 渐冻隧道轴向渐冻模式及其演化规律 |
| 4.2.1 全球变暖恒定升温条件下渐冻隧道纵断面渐冻模式和演化规律 |
| 4.2.2 全球变暖脉动升温条件下渐冻隧道纵断面渐冻模式和演化规律 |
| 4.3 渐冻隧道形成演化的影响因素 |
| 4.4 小结 |
| 5 结论 |
| 5.1 主要研究结论 |
| 5.2 研究展望 |
| 附录 |
| 参考文献 |
| 在校研究成果 |
| 致谢 |
（10）高温冻土-混凝土接触面剪切蠕变特性试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 高温冻土蠕变特性研究现状 |
| 1.2.2 接触面粗糙度的研究现状 |
| 1.2.3 接触面剪切特性研究现状 |
| 1.2.4 含水率对接触面蠕变特性影响的研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 2 冻土-混凝土接触面剪切蠕变试验设计 |
| 2.1 试验仪器介绍 |
| 2.1.1 大型多功能直剪仪 |
| 2.1.2 加载系统 |
| 2.1.3 导向系统 |
| 2.1.4 剪切盒 |
| 2.1.5 温度控制系统 |
| 2.1.6 量测系统 |
| 2.1.7 数据采集系统 |
| 2.1.8 安全保护装置 |
| 2.2 试验用土的基本物理性质 |
| 2.2.1 粉土 |
| 2.2.2 粉质黏土 |
| 2.3 试样制备 |
| 2.3.1 混凝土试块制备 |
| 2.3.2 粗糙度的定义 |
| 2.3.3 土样填筑和冷冻 |
| 2.4 试验的加载工况 |
| 2.5 试验的加载方法 |
| 2.6 蠕变稳定性判断标准 |
| 2.7 蠕变试验数据处理方法 |
| 2.8 本章小结 |
| 3 高温冻结粉土-混凝土接触面剪切蠕变试验结果分析 |
| 3.1 蠕变曲线分析 |
| 3.2 应力应变等时曲线分析 |
| 3.3 粗糙度对接触面蠕变特性的影响 |
| 3.3.1 粗糙度对接触面蠕变长期强度的影响 |
| 3.3.2 粗糙度对接触面变形特性的影响 |
| 3.3.3 接触面粗糙度的影响机理分析 |
| 3.4 含水率对接触面蠕变特性的影响 |
| 3.5 接触面剪切蠕变应力-应变-时间关系 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 高温冻结粉质黏土-混凝土接触面剪切蠕变试验结果分析 |
| 4.1 蠕变曲线分析 |
| 4.2 应力应变等时曲线分析 |
| 4.3 粗糙度对接触面变形特性的影响 |
| 4.4 接触面剪切蠕变时间-应力-应变关系 |
| 4.5 冻结粉土和粉质黏土-混凝土接触面剪切蠕变曲线比较 |
| 4.6 含水率对冻结粉土和粉质黏土-混凝土接触面剪切蠕变的影响比较 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
四、多年冻土地区桩基低温混凝土温度控制方法（论文参考文献）
- [1]冻结砂土与混凝土接触面的剪切蠕变特性试验研究[D]. 李君善. 兰州交通大学, 2021(02)
- [2]水平荷载对人工冻土模型桩竖向承载的力学特性影响试验研究[D]. 薛鹏. 兰州交通大学, 2021(02)
- [3]钻孔灌注桩混凝土水化热与冻土环境耦合作用下时变温度场研究[D]. 代金鹏. 兰州交通大学, 2020
- [4]地下水对冻土区桩基热力特性影响研究[D]. 杨柳君. 西安科技大学, 2020(01)
- [5]寒区冻结土石混合体-结构界面力学特性研究[D]. 王鑫. 西安科技大学, 2020(01)
- [6]冻土区铁路接触网立柱桩基础抗拔承载性能分析[D]. 付垒. 西安科技大学, 2020(01)
- [7]冻结过程中桩-冻土相互作用的试验研究[D]. 刘庆贺. 内蒙古大学, 2020(01)
- [8]冻土场地桩基桥梁地震响应及不确定性量化分析[D]. 李发达. 青岛理工大学, 2020(02)
- [9]渐冻隧道的形成演化规律研究[D]. 施佳誉. 绍兴文理学院, 2020(03)
- [10]高温冻土-混凝土接触面剪切蠕变特性试验研究[D]. 杨进财. 兰州交通大学, 2020(01)