基于ANSYS平台的多年冻土区桩土模型分析

介绍了有限元分析软件中混凝土和冻土的本构关系，说明在ANSYS中分析桩和冻土的建模、求解度后处理的过程。对ANSYS模型中的网格划分的密度进行初步探讨，最后以实例说明ANSYS中后处理模块的应用，为以后做桩与冻土的有限元分析提供参考。     

多年冻土地区钻孔灌注桩回冻初期承载力的计算

多年冻土地区钻孔灌注桩在施工过程中产生的各种热量引起了桩周冻土一定范围升温及融化，本文按照桩周冻土颗粒的不同，编制Visual Basic6．0程序计算桩周融土压力，从而计算回冻初期单桩承载力。所得结果与按照铁路桥涵与公路桥涵规范公式计算结果对比。并结合工程实例对多年冻土地区的钻孔灌注桩回冻初期的单桩承载力进行了计算分析。所得结论可为多年冻土地区桥梁工程施工计划的制定提供参考。     

ANSYS在模拟桩土接触中的应用

建立了一个桩土接触面体系的有限元模型，并对其计算理论进行分析；结合某大直径钻孔灌注桩工程实例，分析了桩土模型的荷载-沉降曲线及荷载的传递规律：通过与桩基静载试验数据对比，得出有限元模拟结果与实测值相近。分析结果对以后桩土模拟及设计有重要参考价值。     

冻土帷幕界面设置加热限位管时温度场数值分析

为解决现有人工冻结法施工后周围地层产生冻胀融沉所引发不良后果的问题,可设置加热限位管对冻土帷幕的发展进行限制,从而达到控制冻胀融沉的目的。本文运用有限元软件研究在冻土帷幕界面上设置加热限位管时对冻土帷幕温度场发展的影响规律,主要得出:加热限位管盐水温度每升高5℃,冻土帷幕厚度就减小约0.2 m;在已冻结30 d,冻土厚度发展到1.6 m冻土上,加热限位管循环5℃盐水时,随着时间的增加冻土厚度慢慢变小,加热限位管作用效果明显;在限位管开始循环热水前期,各点温度都有明显上升,离限位管越近温度所受影响越大;随着时间的推移,各点温度趋于稳定,循环热盐水温度越高,趋于稳定的温度值也越高。所得结果可为今后类似工程设计提供参考依据。     

深基坑中双排桩支护结构的影响因素分析

利用ABAQUS有限元软件,采用平面应变有限单元法,研究深基坑中双排桩支护结构的位移和弯矩内力等变化。分析双排桩排距、桩距、连梁刚度和被动区土体加固对双排桩支护的影响,结果表明排拒、连梁刚度和加固被动区土体能显著改善双排桩支护效果,而桩距的影响不明显。     

宁高公路深层搅拌桩复合地基沉降有限元分析

以宁高公路建设为背景 ,对深层搅拌桩复合地基进行了有限元沉降分析。分析认为 :用有限元方法计算的沉降量与原位观测结论基本一致 ,说明二维有限元计算模型和参数的选择是可行的 ,基本符合实际 ,配合连续监测判断地基稳定 ,为施工正常进行提供了依据。     

祁连山大野口流域不同植被类型冻土冻融特征分析

通过对祁连山大野口流域内不同海拔梯度上的冻土冻融监测,分析评估青海云杉林、灌丛、阳坡草地3种典型植被类型冻土冻融厚度和速率变化的差异。结果表明:(1)冻土深度上限最大值为灌丛冻土阳坡草地冻土青海云杉林冻土;冻土深度下限最大值为灌丛冻土青海云杉林冻土阳坡草地冻土。(2)冻土冻结期,青海云杉林冻土变化速率最大,其次阳坡草地冻土变化速率,灌丛冻土变化速率最慢;冻土消融期,灌丛冻土变化速率最大,其次阳坡草地冻土变化速率,青海云杉林冻土变化速率最慢。(3)青海云杉林冻土过程最长,其次为灌丛冻土,阳坡草地冻土过程时间最短。建议培育青海云杉与灌丛增强祁连山涵养水源功能。     

长短桩复合地基的沉降分析

以桩土相互作用理论和现场实测数据为基础,采用实体建模对长短桩复合地基进行建模,通过接触单元模拟桩基与土体、褥垫层与土体之间的摩擦作用,借助MIDAS/GTS有限元软件对长短桩复合地基进行数值模拟,分析讨论长短桩的长细比、桩间距等对不同加固区沉降的影响。研究结果表明:长桩的长细比较短桩的长细比对加固区和下卧层的变形的影响要大,土体的竖向沉降量符合双曲线模型,而土体的竖向应力符合半抛物线模型。     

论多年冻土区基础构造型式现状及实例分析

本文明确的论述了在大、小兴安岭和呼伦贝尔林区存在多年的冻土地区及冻土对地基的重大危害。并全面的分析工程上具体实例。对解决多年冻土地区,出现破坏性冻裂和冻土地区的地基处理起到积极作用。     

论多年冻土区基础构造型式现状及实例分析

本文明确的论述了在大、小兴安岭和呼伦贝尔林区存在多年的冻土地区及冻土对地基的重大危害。并全面的分析工程上具体实例。对解决多年冻土地区,出现破坏性冻裂和冻土地区的地基处理问题有着积极作用。     

浅谈特殊地区桥梁桩基础的设计

桩基础在桥梁设计中使用非常广泛,许多桩基础在特殊地质条件下的设计和施工过程中,都存在一些特殊的尚未解决好的技术问题,导致不安全因素或事故的发生.本文对特殊地区(软弱土层、黄土地区、多年冻土区)的桥梁桩基础设计中的部分值得注意的问题进行了简单阐述.     

热融湖塘对多年冻土发展演化趋势的影响

以发育于青藏高原腹地的红梁河热融湖塘为例,考虑未来50年气候增温2．6℃的情景,采用有限元数值模拟的方法预测2010年-2055年热融湖塘周围多年冻土的发展演化情况,结果表明：热融湖塘显著改变了周围土体的热状态,其对浅部土体影响较小,对深部土体的影响较大;热融湖塘对下部土体的竖向热影响强于对周围土体的侧向热侵蚀;多年冻土上限受外界气候环境的影响较大,而对于多年冻土下限,热融湖塘的影响居于主导地位。     

大兴安岭南瓮河湿地多年冻土活动层地温研究

【目的】本文利用黑龙江嫩江源森林国家生态系统定位观测研究站冻土观测场2012-2013年冻土活动层与土壤热通量观测资料,分析了大兴安岭南瓮河湿地多年冻土活动层地温变化规律,以期为大兴安岭地区冻土观测研究提供合理的科学依据。【方法】用地温传感器(109,CSI,USA)和土壤含水量传感器(CS616,CSI,USA)分别测量不同深度(5、10、20、30、40、50、60、70、80、100、120、140、160、180 cm)土壤温度和土壤体积含水量;用空气温湿度传感器(HMP45C,Vaisale,USA)测量地上150 cm处空气温度和相对湿度;用土壤热通量(HFP01SC,Hukseflux,USA)测量5和10cm深度的土壤热通量。通过数据采集器(CR1000,Campbell,USA)采集,每10 min自动记录一次平均值。【结果】多年冻土活动层地温与气温的变化规律相一致,气温对土壤温度的影响具有一定的时滞,滞后时间随着土壤深度的增大而增大;在整个年度冻融循环中,土壤各层都经历降温、开始冻结、完全冻结、升温、开始融化、完全融化的过程。不同深度开始冻结的时间相差不大,但融化时间相差较大,在冻融循环中,冻结过程耗时明显小于融化过程;多年冻土活动层土壤热通量与表层温度均呈现周期性变化。在表层冻结过程中,土壤热通量变化剧烈,完全冻结全变化趋于平缓。【结论】通过研究南瓮河湿地多年冻土活动层地温的动态变化,对该区冻土活动层地温变化过程及规律有了初步了解,为进一步研究湿地冻土奠定基础。     

盾构始发采用化学加固方式时的设计方法及加固工艺

盾构始发是盾构隧道施工中的事故多发阶段,如何保证该阶段加固土体的强度和安全性,从而确定土体加固的范围,是盾构隧道施工中必须解决的问题。文章介绍盾构隧道端头常用的土体加固方式以及目前盾构始发设计施工中所采用的计算理论及模型,结合苏州地铁滨河路站西端头盾构始发工程进行理论设计与验算,并且讨论软土地区常用加固方式的加固时机、加固所采用的技术参数以及应急措施。研究得出：对于软土地区,采用最多的是水泥土深层搅拌桩＋高压旋喷桩（或注浆）的加固方式;抗滑移验算对安全系数起主导因素的是加固土体的粘聚力;土体扰动极限平衡理论计算得出的横向加固尺寸小于构造要求,只要能够满足构造要求,土体在抵抗扰动上就有足够的安全系数。     

大兴安岭不同冻土活动层对兴安落叶松生长和更新的影响

研究不同冻土活动层兴安落叶松的生长状态、更新苗生长和碳储量变化,探讨冻土与植被的依存关系,为今后大兴安岭兴安落叶松的经营提供参考。通过3年野外调查数据分析,对比兴安落叶松胸径、树高、生物量,更新苗的生长指标、枯损碳量和进阶碳量的变化差异。结果表明,随着冻土活动层深度的增加,不同径阶组中不同活动层兴安落叶松生长趋势为CK＞2.0 m活动层＞1.0 m活动层＞0.5 m活动层,且差异性均为显著（P＜0.05）;不同厚度的冻土活动层兴安落叶松更新苗的各生长指标均有显著差异性（P＜0.05）,其中地径和树高差异达极显著（P＜0.001）;随着冻土活动层深度的增加,碳的生产力也逐渐增加,进阶碳量的总体趋势为CK＞2.0 m活动层＞1.0 m活动层＞0.5 m活动层,枯损碳量呈相反趋势（CK＜2.0 m活动层＜1.0 m活动层＜0.5 m活动层）。因此,冻土活动层厚度的不同是影响兴安落叶松生长发育和碳储量释放的重要因素,本研究为今后高效经营大兴安岭冻土区兴安落叶松提供了重要的理论依据。     

热棒位置与热棒效果关系的研究

热棒主要是在冬季将地下的热通过热棒导向大气,使冻土范围和冻土上限都变大,这样使冻土路基更加稳定.由于热棒只能影响一定的区域,所以热棒的埋设位置对热棒保护路基土有很大的影响,本文通过MRDT600温度监测系统对埋设直插型热棒的试验路路基与埋设了斜插型热棒的试验路路基进行温度监测.通过对监测的温度数据进行分析和对比,总结直棒、斜棒与L型热棒在保护冻土路基方面的优缺点.     

Large-scale permafrost degradation as a primary factor in Larix sibirica forest dieback in the Khentii massif,northern Mongolia

The objective of this study is to investigate the potential causes of widespread Larix sibirica Ledeb.mortality observed in the Khentii massif of northern Mongolia.The ratio of deadwood to living trees in affected stands in the Goricho region,the southernmost study site situated close to the Gobi Desert,was as high as 3.6:1.Moisture fluctuations monitored over 2 years using electrical impedance spectrometry revealed that the Goricho study site had higher soil moisture levels than the two less affected sites Barun Bayan and Dzun Bayan.High soil moisture was recorded in an area characterized by highly skeletal soils,ones with more than 35%by volume of rock fragments,and comparatively shallow soil horizons,from valley to mountains.The layer of permafrost influencing hydrogeological processes is much deeper in the Goricho region compared to the undisturbed study sites.Redundancy analysis confirmed a significant number of dead L.sibirica on sites with developed soils.Live forest stands,however damaged,grow in this region on well-drained scree slopes or on rocky bastions.The mass mortality observed for L.sibirica may be directly linked to accelerated permafrost thaw in the area bordered by the Tuul and the Terelj Rivers.Our assumption is that L.sibirica root system necrosis occurred as a result of long-term waterlogging of developed soils with high spatial heterogeneity,normally able to absorb high quantities of groundwater.The areas unaffected were scree fields and rocky bastions characterized by adequate drainage.All of our findings support the primary stages of large-scale permafrost thaw,i.e.,correlating increases in soil moisture with increasing permafrost active layer thickness.     

Pile movement and nutrient distribution in the soil around slash piles produced during whole-tree logging by a yarder and a processor

After mechanized whole-tree harvesting at a clear cutting site, using a cable yarding system and a processor, piles of slash remain at the landing areas near roads. This study examined the movement of slash piles and their effect on soil nutrients in the ground below the pile. The profile of one pile was measured for three years. In order to investigate nutrient concentrations, soil was sampled at two sites. The volume of the pile decreased by 6% per year. Piles placed on convex or uniform hillsides are stable, and have a low risk of sliding on a slope. Analysis of the water-soluble nutrients in the soil suggests that water carries nutrients from the pile into the soil up toca. 7 m from the pile. There is a reduction in soil acidity, and rainwater flow from the pile adds several minerals to the soil, particularly Ca. Slash in a pile on a convex or uniform hillside does not have any impact on a forest, either positively or negatively. We should try to return slash to stands or utilize it as a biomass resource. This study was supported by a Grant-in-Aid of Scientific Research (No. 09660164) from the Ministry of Education, Science, and Culture, of Japan.