干密度和含水量影响下非饱和黄土正冻结过程研究

通过自制的冻结与监测装置,进行了不同干密度和含水量条件下非饱和黄土的温度变化试验。试验结果显示,当干密度增大,土壤的导热能力将被削弱,随着冻结过程的不断进行该影响因素的作用不断增强。含水量对冻结中土体温度的变化也存在显著影响;含水量较高的土体降温更为剧烈,稳定状态时的温度也更低。通过对试验数据的分析,进一步得到了不同干密度与含水量的土体温度与温度梯度同冻结位置和时间的分段函数关系。回归结果表明：冻结初期,含水量是影响土体温度与温度梯度的主要因素,含水量越大降温越剧烈;而在冻结的后续阶段,温度与温度梯度的变化则受干密度与含水量的共同影响,随二者的增大土体降温程度逐渐减弱。     

压实度对渠基土冻融特性的影响

压实法是直接减轻渠基土冻胀的措施之一，在以往的实际工程中已取得了良好的防冻胀效果。因此，寻求在冻结过程中压实度等因素对冻胀规律的影响是重中之重。以盘锦市盘山灌区低液限粉质黏土为研究对象，分别将渠基土的压实度控制为87%、92%、97%，在单向冻结条件下进行封闭和开放系统下的室内冻融循环试验，经历冻胀1次、冻融2次后再冻胀、冻融4次后再冻胀，分析压实度对低液限粉质黏土冻融特性的影响规律。结果表明：针对封闭系统而言，压实度的增大对冻结锋面的形成时间影响较小；针对开放系统而言，压实使冻结历时均延长且比同一压实度下封闭系统的更长；无论封闭系统还是开放系统，压实度越大的土体内部，冻结锋面的迁移速率越慢，因而土体内部水分迁移速率减慢，含水率降低；封闭系统下，集中表现为含水率向3 cm上部冻结锋面附近集中；开放系统下，补给层水源补给的水分迁移高度约至冻结层的50%；多次冻融循环会使土体压实度减小，随冻融循环次数增加，土体结构呈稳定状态；随压实度增加土体冻胀率显著降低，后趋于平稳，对土体进行二次压实可以明显减轻冻融破坏的发生程度。兼顾实际灌区施工条件和经济效益综合分析得出：封闭系统下，渠基土选取压实度...     

冻结对黄土灰土碾压质量的影响

通过对几组低温下不同冻结历时黄土三七灰土击实试验结果 ,与现场低温下施工碾压效果的对比分析表明 :冻结会对黄土灰土产生显著冻胀作用 ,直接影响碾压质量 ,当温度从 - 1℃降低到 - 9℃ ,土体压实干密度从 1 .58t/m3降至 1 .41 t/m3;在同一低温下冻结历时从 2 h增长到 6h,而土体压实干密度也相应降低 ;同时 ,最优含水量也相应减小 ,当土体含水量≤ 1 30 g/kg时 ,灰土碾压质量几乎不受冻结的影响 ,即黄土三七灰土冻结起始含水量为 1 30 g/kg。本研究还分析了灰土冻结的机理和发生发展过程 ,对灰土碾压冬季施工的工程质量评价和施工对策提供了理论和量化分析依据     

渠道防渗工程的冻害防治措施

我国北方尤其是黑龙江省冬季气温都要降到零下,最低可达-40℃.较低的气温对渠道防渗衬砌工程有着一定的破坏作用,严重时会导致衬砌体隆起架空、滑塌而失去作用.防渗工程能否产生破坏、其破坏程度如何,取决于土体冻结时水分的迁移和冻胀作用,而这些作用又和当时当地的土质、土的含水量、温度及工程结构等因素有关.为确保渠道防渗衬砌工程能长期安全高效的运行而不受冻胀的破坏,就要针对产生冻胀的因素,根据工程具体条件从渠系规划布置,渠基处理、排水、保温,衬砌的结构形式、材料,施工质量、管理维修等方面全面考虑,采用适宜的冻害防治措施,现从回避冻胀及削弱冻胀两方面谈谈渠道防渗工程冻害的防治措施.     

冻结对黄土灰土碾压质量的影响

通过对几组低温下不同冯结历时黄土枯七灰土击试验结果，与现场低温下施工碾压效果的对比分析表明，冻结会对黄土灰土产生显著冻胀作用，直接影响碾压质量，当温度从－１℃降低到－９℃，主体压实干密度从１．５８ｔ／ｍ＾３降至１．４１ｔ／ｍ＾３，在同一低温下冻结历时从２ｈ增长到６ｈ，而土体压实干密度也相应降低；同时最优含水量也相应减小，当土体含水量≤１３０ｇ／ｋｇ，灰土碾压质量几乎不受冻结的影响，即黄土三七灰土冻     

黑龙江漠河段粗砂土冻胀性试验研究

冻胀灾害是季节性冻土区建筑工程中常遇问题,为研究黑龙江漠河段流域粗砂土冻胀特性,取该流域河漫滩粗砂土,采用试验规范中规定温度控制模式和有侧限单向冻结方式,对不同含水率和干密度粗砂土开展冻胀试验.结果表明,在粗砂土冻胀试验中,粗砂土冻结过程主要分为4个阶段:过冷阶段、温度突变阶段、孔隙水结晶阶段和稳定冻结阶段,粗砂土起始冻结温度为-0.19℃.在冻结过程中探究粗砂土试样内部温度场和温度梯度随时间发展规律,温度梯度随时间推移逐渐增加.在各试验条件下粗砂土冻胀率均小于1％,黑龙江漠河段流域粗砂土属于冻胀不敏感土类.在试验范围内,粗砂土冻胀率随试样含水率增大而增大,随试样干密度增大而增大,粗砂土冻胀率与干密度和含水率呈线性关系.     

冻土区渠道保温防冻措施对比研究

哈达山水利枢纽工程处于冻土地区,解决防冻、抗冻以消除结构变形破坏被列为首要问题.试验证明,采用渠道保温防冻能有效解决冻土区土体冻胀问题,对于提高工程质量,延长工程寿命有着举足轻重的作用.本论文根据现场铺设不同厚度保温板,经过1个冻结周期的实地观测,总结了不同厚度保温板对减少渠道冻胀、改善渠道温度的影响,大大地提高基底温度.通过现场试验,为本地区其它渠道提供合理的设计方案及合理聚苯乙烯保温板厚度,能较大程度地改善渠道冻胀现象.     

不同冻结强度下容重和含水量对黑土剖面水分变化特征影响

利用室内模拟方法研究冻结强度、容重、含水量等对东北黑土冻融过程剖面土壤水分变化特征影响,为东北黑土区土壤水分和养分管理提供科学依据。结果表明,冻结过程中,当冻结温度为-10和-20℃时,各土柱上下土层温度均降至较低温度保持恒定,上下土层水分差变化显著,冻融过程趋于缩小至平衡状态。容重为1.0 g·cm-3时,初始含水量越高,融冻过程上下土层水分差变化显著;冻结强度-10和-20℃时,容重为1.2和1.4 g·cm-3初始含水量越低,上下土层水分差变化越大。通常初始冻结强度越大、土壤水分含量、容重越大,形成恒定低温不变时间越长,上下土层水分差变化越大。单次冻结和融冻过程上下土层水分差变化呈先增后降"单峰"变化趋势,冻结温度越底土壤水分差峰值越高。为融冻区域农田土壤水分迁移模型构建和农田土壤水分管理等提供依据。     

渠道混凝土板衬砌冻害与防治

<正>混凝土板衬砌冻害在我国北方寒冷地区普遍存在,渠道衬砌板年复一年的破坏与维修,不仅加大了工程运行的管理成本,而且严重影响着渠道的正常使用寿命。因此,渠道衬砌冻害应引起工程管理单位高度重视。一、衬砌冻胀破坏原因衬砌板冻害分纯温度破坏和冻胀破坏2种,纯温度破坏指混凝土随外界温度降低而冻缩所引起的破坏。所谓冻胀破坏实际上指的是衬砌渠道地基土壤的     

膨胀土地基增湿变形的离心模型试验研究

【目的】根据渠道地基的运行特点,对浸水条件下的膨胀土渠道地基进行离心模拟试验。【方法】将模型离心加速度增加到60g,然后浸水并保持水头8.5 cm,再用各种传感器测量浸水过程中模型的表面位移、内部土压力和吸力。【结果】在上覆水压力作用下,膨胀土先发生压缩,然后由于水分浸入发生轻微膨胀,并导致侧压力系数逐渐增大。试验后对模型含水量和干密度的测定表明,模型内形成了含水量梯度,干密度随深度逐渐增加而增大。【结论】模型变形和内部土压力变化是模型内部含水量变化的结果,同时也受上覆压力影响;基质吸力主要与含水量有关,受重力加速度变化的影响较小。