三江平原沼泽湿地区道路冻害

三江平原沼泽湿地区,在自然和人为影响下,发育着五种不同类型的道路翻浆,某些路段产生雪阻,冰糊(涎流冰)、路面挂冰等道路冻害,严重影响交通运输,采取相应防治措施维持运营。     

寒区水库护坡冰冻破坏问题中的断裂力学分析

寒区水库护坡冬季常常会在低气温和低温环境的共同作用而产生冰冻破坏,进而影响其发挥正常的作用,甚至会使其完全失去作用.结合团结水库的实际工程问题,在传统分析、计算方法的基础上将断裂力学引入进来,从断裂力学的角度分析了该水库护坡产生冰冻破坏的主要原因有三大因素:冰推、冻胀和浪淘,其中冰推和冻胀起控制作用,浪淘起辅助作用.根据冰冻破坏原因分析,提出了钢筋混凝土护坡板的设计方案,并对其进行了抗冰推、抗冻胀破坏的验算校核,结果证明:该计算方法和设计方案完全能够使寒区水库护坡达到抵抗冰冻破坏的目的.为解决寒区平原水库护坡抗冰冻破坏问题提出了新的思路,进行了有意义的探索.     

水库防凌调度数学模型的研制与开发

我国北方冬季江河常有冰凌灾害发生,为减缓冰害,采取了多种防治措施.系统分析了影响凌汛的因素,水库防凌调度机理,运用方式等,建立了水库防凌调度数学模型     

寒区水库土石坝护坡防冰冻破坏技术及应用

寒冷地区水库土石坝护坡, 冬季受冰冻作用, 普遍发生严重破坏. 这种破坏主要是由护坡基土残余冻土层冻胀、冰推力及冰层弯矩等共同作用造成的. 在分析破坏机理及过程的基础上提出削减和抵抗冰冻坡坏作用的结构型式和设计计算方法.     

基于T-S模糊故障树的寒区水库大坝冻害风险分析

由于运营环境恶劣,寒区水库大坝会面临冰冻灾害频发且致灾因素众多等问题,严重影响大坝稳定运营,增大了安全风险隐患,并增加了整治维修成本。为有效预防大坝冻害发生,提升大坝风险管理水平,提出了一种基于T-S模糊故障树理论的寒区水库大坝冻害风险分析方法。以坝体不均匀变形、坝体渗漏加剧、面板冻害破坏为下级事件建立了T-S模糊故障树;同时通过底事件重要度计算对主要致险因素进行了分析;并将冻胀力学分析与T-S模糊故障树相结合,对红旗泡水库大坝面临的冻害风险进行了计算分析。研究发现诱发大坝冻害的主要风险因素包括反复冻融作用,库区水位波动、冰层堆积与风浪侵蚀,面板与坝体填筑质量缺陷和坝体防渗及保温措施不足等;同时,发现红旗泡水库大坝发生冻害风险的可能性较高,应进行风险排查与处理。应用结果表明,所提出的方法能科学合理地分析大坝冻害风险并确定关键致险因子,可为寒区水库大坝的冻害风险的识别、管理与决策提供技术支持,进而为大坝设计、施工、运营维护及冻害防治提供参考依据。     

寒区冬季输水渠道冻胀破坏机制与防治--以新疆乌什水水库引水渠为例

额敏县乌什水水库引水渠位于新疆北部，地基基础属季节性冻土。冬冻夏融，呈季节性变化。冬季输水受渠道渗漏影响，沿渠道两侧形成上层滞水的季节含水层。每年冬季降温期间，渠道砼板在冻结层冻胀力和渠水表层冻结冰的冰撑力综合作用下遭受冻胀破坏，严重威胁季节性冻土区渠道输水安全。通过对水工建筑物冻害调查、研究、观测，提出如下综合防治方案：选择防渗措施，减少渠道渗漏；夯实渠道基础，置换下垫土石；采取保温措施，抵御冻胀破坏；改变设计结构，提高抗冻害能力。     

林口水库施工期水土保持规划与综合治理

林口水库在施工期,对施工区域进行了全面的水土保持规划,并对渣场、石料场,采取拦渣、护坡和排水工程的综合治理措施,对施工区各类用地,采取了植物治理措施,取得了满意的效果,有效地防治了施工区的水土流失。     

我国寒区工程冻害及其防治对策

就我国寒区冻害的分布、多年冻土区工程建筑遭受冻害的类型及原因进行了简要概括,论述了冻害防治原理及其防治措施的研究进展,并对今后我国工程冻害的防治提出了建议。     

土坝劈裂灌浆在二龙口水库实践应用及效果分析

本文通过总结分析土坝劈裂灌浆施工的实践经验,阐述了二龙口水库土坝劈裂灌浆的机理与缘由、施工技术指标控制等,分析了灌浆的实际效果和成功原因,进一步说明了劈裂灌浆对处理土坝渗水的可行性.     

仙岭水库土坝渗流稳定分析及除险加固措施

根据湖南省仙岭水库的地质勘探资料,利用有限元进行计算分析,弄清了大坝的渗流情况,分析了大坝存在的渗漏和渗透变形问题,并提出了除险加固的措施,经过计算分析说明：所提出的措施是合理可靠的,所得出的结论可为同类土坝的安全鉴定、加固以及今后土坝设计、施工和管理提供借鉴。     

季节冻土区挡土墙冻害防治技术

根据近年来冻土力学、冻土物理学等研究成果,简述了季节冻土区挡土墙构筑物冻害防治技术的主要内容,包括：挡土墙冻胀破坏的形式,挡土墙冻害产生的原因,挡土墙抗冻结构计算方法,抗冻胀设计参数的确定,挡土墙抗冻技术措施等,可供工程设计人员参考。     

排水站冰冻破坏原因分析及抗冰冻设计方案研究

在寒冷地区建筑的排水站,由于冰冻而造成的破坏影响了工程的使用性能,甚至会使其完全失去作用.针对具体的排水站工程,分析了冰冻破坏的原因,其中的排架柱为静冰压力和冻融循环联合作用引起的破坏;集水池护坡为冻融反复作用的冻融“疲劳”破坏.根据破坏原因分析与计算结果提出抗冰冻破坏的设计方案,对排架柱采用正锥体结构并设防水层,对护坡采用3种不同结构型式,分别是混凝土砌块护坡、混凝土板护坡和对原护坡的改造方案.经计算,3种方案均可以达到抗冻胀破坏的目的.     

季节冻土区基床改性填料与保温护坡对路基温度场的影响分析

高速铁路对轨道平顺性具有非常高的要求,在季节冻土区建设的铁路面临着路基冻胀问题,由路基冻胀引起的轨道变形严重影响了高速铁路运行的安全性与舒适性.通过对比其他学者关于路基冻胀的处理与防治方法,提出了采用水泥稳定级配碎石代替普通级配碎石作为基床表层填料,同时在路基边坡铺设保温护坡的方法来防治路基冻胀.根据哈大客运专线季节冻土区的地质及气候条件,采用有限元数值仿真方法分析路基基床表层采用水泥稳定级配碎石和在路基边坡加设保温护坡后对路基温度场的影响.并将分析结果与哈大客运专线的现场实测结果进行了对比,验证了有限元数值仿真结果的可靠性,分析结果表明：在基床表层换填水泥稳定级配碎石,同时在路基边坡铺设3.0 m高、2.5 m宽的保温护坡后可以有效缓解路基的冻胀,与无任何保温措施的普通路基相比,路基中心处的最大冻结深度减小了0.5 m,路肩处的最大冻结深度减小了1.1 m.     

冻融风化边坡岩体破坏机理研究

高寒山区岩质边坡冻融风化破坏严重影响公路建设及其运行安全。为了揭示岩体在冻融条件下的破坏机理,本文通过对高寒山区岩质边坡现场调查、编录,结合室内试验及数值模拟等,从不同尺度下综合分析岩体的冻融破坏机理。室内试验显示岩块受冻融后存在强度弱化现象,其受控于岩块的结构构造、胶结程度及初始损伤裂隙发育情况;冻融试验揭示岩体裂隙发育特征对冻胀变形性质起决定作用,裂隙的冻融破坏速率远大于岩块,密闭条件下,裂隙水冻结成冰过程中形成冰劈效应,冻胀力可达33MPa以上;数值分析揭示了边坡温度场受低温、大温差影响最为明显,裂隙带受冻融影响严重,其为边坡冻融风化的通道,裂隙水冻胀形成冰劈是边坡冻融风化破坏的主要模式。     

分层冻胀量的观测方法研究

当前使用的分层冻胀量观测方法有单体冻胀尺法、叠合冻胀尺法和磁环法, 分析了这3种方法各自的优缺点, 从冻胀的机理出发, 在正冻土中的水分迁移和成冰规律的基础上, 提出了表面冻胀量和冻深对比法. 依据内蒙古永济冻土试验场、内蒙古巴林左旗二龙灌区冻害试验场和大庆地区等3个季节冻土区的分层冻胀量观测结果, 分析了该方法在季节冻土区不同地下水位和不同土质条件下的适用性; 同时, 还据青海江仓的资料, 对在多年冻土地区的应用性进行了评估. 结果表明, 对比法只可以用于近似确定季节冻土区的分层冻胀量, 要确定多年冻土区的分层冻胀量, 该方法是失效的.     

高海拔多年冻土区露采矿山边坡水冰环境特征分析

为了掌握高海拔多年冻土区露天煤矿边坡形成后的水分变化规律,明晰其对边坡稳定性的影响特征,依托青海木里聚乎更矿区露天煤矿矿坑开挖过程,运用调查和监测的方法分析了采场边坡的水冰环境。调查分析结果表明,矿区内分布着连续的厚度不等的多年冻土（岩）层,矿坑开挖切割不同岩性的冻结地层而形成多种类型的边坡,由于边坡地层岩性和结构的差异而使岩体含冰特征体现出较大不同。原始冻结岩土体因开挖形成边坡而使其温度与水分环境发生了显著变化,边坡表面地层由温度和水分稳定态转化为温度与水分敏感态,即逐渐由多年冻土（岩）层转化为季节冻土（岩）层,在水分和温度的双重因素作用下,边坡岩体的水冰环境在不断地发生着复杂的变化。通过地层温度和水冰环境的调查与分类概化,可为研究岩体的真实冻融劣化规律及边坡稳定性演化规律提供科学基础。      

我国寒区输水工程研究进展与展望

由于极端寒冷和其他复杂环境条件, 寒区输水工程容易发生冻害, 威胁其供水能力和安全保障。通过综述寒区输水工程研究的文献和进展, 概括冻害现象、 冻害原因、 研究方法以及防治措施, 提出未来需要研究和应对的问题。寒区输水工程冻害现象主要表现为衬砌破坏, 防渗保温层破坏, 接缝止水材料脱落, 渠道基土流失、 滑塌、 冰塞和漫堤等; 引起冻害的原因主要为冻胀、 冻融循环、 不良地质条件、 不合理施工和管理等; 研究方法方面通常从衬砌优化设计和基土水热力分析展开; 防治措施主要有基土换填, 铺设防渗保温层和排水等。目前研究中的不足主要表现在衬砌受力分析模型过于简化, 对不同防渗保温措施缺乏定量研究, 水热力分析时未考虑输水渠道特殊条件以及缺乏冬季延长输水时间管理的科学方法等问题。     

多年冻土地区L型挡土墙土压力(冻胀力)的分析与试验

为适应多年冻土区土体冻胀过程所产生的较大变形的特性, 缩短施工进程, 减少扰动时间, 在青藏铁路格拉段选择了一个试验工点进行了L型悬臂挡墙的初步验证性试验研究. 通过对L型挡墙的受力模式分析, 确定了对粗颗粒填料不考虑冻胀力的土压力设计控制值. 通过与现场实测土压力分布规律的对比, 探讨了土压力与冻胀力的关系.     

岩石内孔隙/裂隙冻胀力模型及其适用性评价

开展含缺陷空间(孔隙、裂隙)岩体内部冻胀力发生机制及演化规律分析,是岩体冻胀损伤、断裂评价研究的基础。孔隙、裂隙冻胀损伤发生空间尺度存在显著差异,其冻胀损伤机制及冻胀力演化分析也不尽相同,可将孔隙介质冻胀损伤理论归纳为四类：①基于水冰相变体胀的冻胀损伤模型,包括体积膨胀理论、静水压理论等;②基于水热迁移的冻胀损伤理论,包括分凝冰理论、全过程冻胀理论等;③基于孔隙水相变热力学平衡分析的损伤理论,包括毛细管理论、结晶压理论等;④孔隙介质力学理论。裂隙介质冻胀损伤一般认为发生在宏观空间尺度上,着重关注裂隙的冻胀扩展过程。其损伤理论可分为体积膨胀理论（包括水压致裂理论）和分凝冰理论,而裂隙介质冻胀损伤对微观过程（如未冻水迁移、岩/冰界面受力特性等）关注度有待深入。藉此分别讨论上述冻胀损伤理论原理、适用条件及局限性,并对不同缺陷形态（孔隙、裂隙）引起的冻胀力演化机制差异性进行简要分析。