多年冻土地基桩土界面特性及桩基竖向承载性状研究
发布时间：2021-10-27 01:28
近二十年来,我国多年冻土地区基础设施建设方兴未艾,建筑（构）物基础工程遇到诸多理论与技术问题。多年冻土地基进行桩基施工时,开挖成孔、混凝土灌注、水泥混凝土水化放热等都会将热量带入到冻结土层,产生热扰动,破坏土层的原始冻结状态,形成融化圈,冻土强度减小,桩基承载力大幅降低。随时间的推移,在桩周冻土初始地温及大气环境的作用下,桩及桩周土逐渐回冻,土体强度增加、桩基承载能力逐渐提高。多年冻土的温度敏感性和独特的工程性质,给桩基工程设计、施工带来了诸多难题。为保证各类建筑（构）物桩基础的正常使用,多年冻土地基中桩土界面关系研究以及与之相关的桩基础长期承载力、变形问题更是影响桩基础安全和长期稳定性的关键。本论文以青藏高原多年冻土桩基工程为研究对象,考虑桩基施工时桩周土体的热扰动效应,通过现场实测、模型试验和数值分析,研究旋挖钻成孔及混凝土灌注后对桩周冻土热扰动效应,桩-土体系回冻过程及桩土界面特征。基于桩周土热扰动效应分析,通过水分迁移和冰膜形成模型试验,研究多年冻土桩土界面-冰膜形成机理。通过一系列低温剪切试验和蠕变试验,研究多年冻土桩土界面-冰膜力学特性。考虑桩土界面-冰膜特性,开展不同冰膜...
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：165 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
北半球多年冻土类型与分布
兰州交通大学博士学位论文1 绪论1.1 研究意义全球陆地总面积的 23%被多年冻土覆盖，多年冻土面积主要分布在俄罗斯、加拿大、中国和美国阿拉斯加等地区，其中俄罗斯多年冻土面积最大，约为 1000×104km2，加拿大约为 390×104km2~490×104km2，中国约有 207×104km2，位居世界第三，主要分布在高纬度东北地区和中、低纬度青藏高原高海拔地区[1]。
图 1.3 青藏铁路清水河特大桥多年冻土地基进行桩基施工时，开挖成孔、混凝土灌注、水泥混凝土水化放热等都会将热量带入到冻结土层，产生热扰动，破坏原冻土层的冻结状态，形成冻土融化圈，强度降低，桩基承载能力大幅降低。随时间的推移，在桩周冻土初始地温及大气环境的作用下，桩及桩周土逐渐回冻，土体强度增加、桩基承载能力逐渐提高。多年冻土的温度敏感性和独特的工程性质，给桩基工程设计、施工带来了诸多难题。比如对桩土界面冻结力的产生、发展规律和影响机理缺乏系统的研究，对冻土桩基蠕变过程的研究较少。此外，对多年冻土地基中桩土界面冰膜的形成及其影响因素的研究鲜有报道，如对成桩方式、桩身材料、桩周土类型、桩体和桩周地基温度场、桩周土融化与回冻过程等问题的研究较少。冻土类型、成桩方式对桩周土的热扰动程度，桩周土次生冻土环境对桩基回冻、桩土界面特性、桩基承载力等的影响规律缺乏系统的研究。1.2 国内外研究现状和发展趋势1.2.1 多年冻土地基桩基础承载性状研究全球多年冻土的分布特征决定了桩基础的应用及其研究主要集中在俄罗斯、北美地
【参考文献】：
期刊论文
[1]改进的无网格法及其在冻土区桩基温度场中的应用[J]. 高志华,赵昭,曾辉辉,田威. 冰川冻土. 2018(05)
[2]基于冻融作用的非饱和黄土-混凝土界面力学模型[J]. 丑亚玲,郏书胜,张庆海. 工程地质学报. 2018(04)
[3]锥柱式桩基础明挖基坑回填土回冻过程模型试验研究[J]. 史向阳,张泽,李东庆,张中琼. 湖南大学学报(自然科学版). 2018(07)
[4]寒区黏土与结构接触面冻结强度特性试验研究[J]. 陈拓,赵光思,赵涛. 地震工程学报. 2018(03)
[5]寒区桩基热稳定性研究进展[J]. 陈辉,张泽,冯文杰,史向阳,明姣,杜玉霞. 冰川冻土. 2018(02)
[6]多年冻土区桥梁工程桩基础服役期温度场研究[J]. 商允虎,牛富俊,刘明浩,吴旭阳,罗京. 岩石力学与工程学报. 2017(09)
[7]现浇混凝土-冻土接触面冻结强度直剪试验研究[J]. 吉延峻,贾昆,俞祁浩,金会军,郭磊,罗晓晓. 冰川冻土. 2017(01)
[8]寒区冻土层退化条件下桩基础稳定性劣化评价方法[J]. 王若林,朱道佩,刘小燕,司马军. 中南大学学报(自然科学版). 2016(09)
[9]季节冻土区光伏支架螺旋桩基的冻胀数值分析研究[J]. 王腾飞,刘建坤,刘晓强,尚亚龙. 冰川冻土. 2016(04)
[10]多年冻土区桥梁工程钻孔灌注桩温度场研究[J]. 商允虎,袁堃,牛富俊,吴旭阳,李金平. 冰川冻土. 2016(04)
博士论文
[1]青藏铁路五道梁冻土区工程结构热扰动研究[D]. 许兰民.北京交通大学 2011
[2]多年冻土区砼灌注桩竖向承载性能研究[D]. 徐春华.哈尔滨工业大学 2009
硕士论文
[1]多年冻土地区钻孔灌注桩早期承载能力增长规律研究[D]. 张守国.长安大学 2013
[2]正冻粉质粘土水分迁移规律与不同介质间冰膜形成机理的试验研究[D]. 何菲.兰州交通大学 2013
本文编号：3460596
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：165 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
北半球多年冻土类型与分布
兰州交通大学博士学位论文1 绪论1.1 研究意义全球陆地总面积的 23%被多年冻土覆盖，多年冻土面积主要分布在俄罗斯、加拿大、中国和美国阿拉斯加等地区，其中俄罗斯多年冻土面积最大，约为 1000×104km2，加拿大约为 390×104km2~490×104km2，中国约有 207×104km2，位居世界第三，主要分布在高纬度东北地区和中、低纬度青藏高原高海拔地区[1]。
图 1.3 青藏铁路清水河特大桥多年冻土地基进行桩基施工时，开挖成孔、混凝土灌注、水泥混凝土水化放热等都会将热量带入到冻结土层，产生热扰动，破坏原冻土层的冻结状态，形成冻土融化圈，强度降低，桩基承载能力大幅降低。随时间的推移，在桩周冻土初始地温及大气环境的作用下，桩及桩周土逐渐回冻，土体强度增加、桩基承载能力逐渐提高。多年冻土的温度敏感性和独特的工程性质，给桩基工程设计、施工带来了诸多难题。比如对桩土界面冻结力的产生、发展规律和影响机理缺乏系统的研究，对冻土桩基蠕变过程的研究较少。此外，对多年冻土地基中桩土界面冰膜的形成及其影响因素的研究鲜有报道，如对成桩方式、桩身材料、桩周土类型、桩体和桩周地基温度场、桩周土融化与回冻过程等问题的研究较少。冻土类型、成桩方式对桩周土的热扰动程度，桩周土次生冻土环境对桩基回冻、桩土界面特性、桩基承载力等的影响规律缺乏系统的研究。1.2 国内外研究现状和发展趋势1.2.1 多年冻土地基桩基础承载性状研究全球多年冻土的分布特征决定了桩基础的应用及其研究主要集中在俄罗斯、北美地
【参考文献】：
期刊论文
[1]改进的无网格法及其在冻土区桩基温度场中的应用[J]. 高志华,赵昭,曾辉辉,田威. 冰川冻土. 2018(05)
[2]基于冻融作用的非饱和黄土-混凝土界面力学模型[J]. 丑亚玲,郏书胜,张庆海. 工程地质学报. 2018(04)
[3]锥柱式桩基础明挖基坑回填土回冻过程模型试验研究[J]. 史向阳,张泽,李东庆,张中琼. 湖南大学学报(自然科学版). 2018(07)
[4]寒区黏土与结构接触面冻结强度特性试验研究[J]. 陈拓,赵光思,赵涛. 地震工程学报. 2018(03)
[5]寒区桩基热稳定性研究进展[J]. 陈辉,张泽,冯文杰,史向阳,明姣,杜玉霞. 冰川冻土. 2018(02)
[6]多年冻土区桥梁工程桩基础服役期温度场研究[J]. 商允虎,牛富俊,刘明浩,吴旭阳,罗京. 岩石力学与工程学报. 2017(09)
[7]现浇混凝土-冻土接触面冻结强度直剪试验研究[J]. 吉延峻,贾昆,俞祁浩,金会军,郭磊,罗晓晓. 冰川冻土. 2017(01)
[8]寒区冻土层退化条件下桩基础稳定性劣化评价方法[J]. 王若林,朱道佩,刘小燕,司马军. 中南大学学报(自然科学版). 2016(09)
[9]季节冻土区光伏支架螺旋桩基的冻胀数值分析研究[J]. 王腾飞,刘建坤,刘晓强,尚亚龙. 冰川冻土. 2016(04)
[10]多年冻土区桥梁工程钻孔灌注桩温度场研究[J]. 商允虎,袁堃,牛富俊,吴旭阳,李金平. 冰川冻土. 2016(04)
博士论文
[1]青藏铁路五道梁冻土区工程结构热扰动研究[D]. 许兰民.北京交通大学 2011
[2]多年冻土区砼灌注桩竖向承载性能研究[D]. 徐春华.哈尔滨工业大学 2009
硕士论文
[1]多年冻土地区钻孔灌注桩早期承载能力增长规律研究[D]. 张守国.长安大学 2013
[2]正冻粉质粘土水分迁移规律与不同介质间冰膜形成机理的试验研究[D]. 何菲.兰州交通大学 2013
本文编号：3460596
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