一、青藏铁路多年冻土区钻孔灌注桩设计几个问题的探讨（论文文献综述）
代金鹏[1]（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》文中指出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[2]（2020）在《地下水对冻土区桩基热力特性影响研究》文中指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。
付垒[3]（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
王天双[4]（2020）在《-3℃养护下钻孔灌注桩等强度混凝土微观性能演变规律研究》文中认为随着我国经济建设的高速发展,我国对于交通运输的要求越来越高,不仅要在造价上经济实惠,还要在安全质量上得到保证。混凝土作为道路交通的主要建筑材料而广泛应用,但是,我国北方地区冬季寒冷,尤其青藏地区道路沿线平均低温为0-3.5℃,地基多为冻土区,道路为了跨越冻土区而多采用钻孔灌注桩基础的桥梁,因此钻孔灌注桩的混凝土多为在负温环境下养护。由于混凝土为负温养护,为了提高混凝土的抗冻性能,混凝土通常采用引气混凝土,但是仅为提高混凝土的抗冻性而忽略混凝土的抗压强度,势必会为工程安全带来隐患。基于这个问题,本试验采用不同水胶比（0.28、0.32、0.36、0.40）和不同引气剂掺量（0、0.05%、0.08%、0.12%）的混凝土作为研究对象,采用标准养护和负温（-3℃）养护两种养护方式探究混凝土的抗压强度和孔隙结构演变规律,其中混凝土抗压强度采用立方体抗压强度,孔隙结构采用多功能微结构分析与成像系统（核磁共振）与压汞试验测量,水化程度采用同步热分析试验得出,并对两种养护方式的混凝土抗压强度和孔隙结构进行对比。混凝土抗压强度研究结果表明,负温（-3℃）养护下,混凝土抗压强度随着龄期逐渐增长,但是都存在一定的“龄期滞后”现象,负温环境使得混凝土抗压强度发展缓慢;混凝土的抗压强度随着引气剂掺量的增大而减小,同一龄期时混凝土的抗压强度随着水胶比的增大而减小,这与标准养护的混凝土抗压强度增长规律相似;两种养护条件下混凝土的抗压强度对比,负温（-3℃）环境抑制混凝土抗压强度的发展,所以负温混凝土需要延长养护龄期,才可达到等抗压强度,两种养护方式下,混凝土达到等抗压强度的龄期相同,混凝土达到等抗压强度强度的龄期为35d,所以负温对于混凝土抗压强度的影响作用程度基本相同。混凝土达到等抗压强度,本文以孔隙结构和水化程度两方面探究了两种养护方式下混凝土的差异性,孔隙结构以核磁共振和压汞试验探究得到,两种养护方式下,混凝土的孔隙结构随着养护龄期是逐渐优化的,引气剂掺量越大,混凝土的孔隙结构越差;负温混凝土虽然可以达到等抗压强度,但是孔隙结构并未达到相似,负温（-3℃）养护的混凝土孔隙结构劣于标准养护的混凝土,主要表现为负温养护下孔径较大、大孔较多。水化程度通过同步热分析试验以氢氧化钙和化学结合水含量表征水泥的水化程度,结果表明负温（-3℃）水泥浆体的水化程度均低于标准养护的水泥浆体。以上结果均表明负温养护的混凝土性能差于标准养护的混凝土,因此,对于负温养护混凝土需要采取相应的措施减小影响。
李发达[5]（2020）在《冻土场地桩基桥梁地震响应及不确定性量化分析》文中指出进入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。
刘凤云[6]（2020）在《通风管对高原冻土区输电线塔基温度场和承载力影响规律研究》文中研究表明由于高原冻土区基础设施建设的推进和全球气候变暖的影响,高原冻土区冻土的退化严重,这给高压输电线塔基的稳定性带来了极大的威胁。在高原冻土区,为了提高输电线塔基的承载力,建议将塔基底部土体置换为冻胀不敏感性材料粗颗粒土,将塔基设计为带有主动降温措施的通风管塔基。本文采用试验和数值模拟相结合的方法,对高原冻土区输电线塔基的承载力进行了系统研究,以期能够为高原冻土区输电线塔基的设计和施工等关键技术问题提供科学依据。主要工作如下:（1）试验研究了粉质黏土在高温冻土区间（-2℃～2℃）的力学性能,发现粉质黏土在此区间力学性能有明显的退化,并对其退化机理进行了分析;对粗颗粒土的冻胀特性受击实功和细粒含量影响的规律进行了研究,发现了最不利于粗颗粒土冻胀的颗粒级配和击实条件,并解释了其冻胀机理;同时研究了温度对粗颗粒土剪切特性的影响,发现粗颗粒土在负温下剪切强度显着增加,会出现脆性破坏。（2）为降低塔基周围土体的温度,将外置（内置）通风管这种主动降温措施引入到塔基中,确定了通风管塔基的降温效果,对比了不同季节有通风管和无通风管时塔基周围土体的降温情况;对比发现,在冷季节（温度低于0℃）,通风管具有良好的降温效果;探讨了通风管直径、管间距、埋置深度等因素对通风管塔基周围土体降温效果的影响,得到了有利于降低塔基周围土体温度的参数组合。（3）为解决暖季（温度高于0℃）高温对通风管周围土体温度场的干扰,提出了外置通风管和调节开关相结合的高原冻土区塔基综合处置技术,即在冷季节保持开关打开,冷空气进入通风管;暖季节开关关闭,阻止外界高温空气进入通风管;研究发现此组合措施能够保证暖季塔基底部土体处于负温状态,有助于塔基的稳定性。（4）结合粉质黏土和粗颗粒土剪切性能参数随温度的变化以及通风管塔基对塔基周围土体的降温效果,计算和模拟分析了塔基的极限承载力;发现将粉质黏土置换为粗颗粒土可以显着提高塔基抗压极限承载力;通风管塔基在冷季可以有效提高塔基的抗拔极限承载力和抗压极限承载力,外置通风管和调节开关组合措施在暖季可以有效提高塔基的抗拔极限承载力和抗压极限承载力。最后依据试验和模拟情况总结了高原冻土区通风管塔基的施工流程。
侯鑫,杨斌,陈继,赵静毅,芮鹏飞[7]（2020）在《多年冻土区钻孔灌注桩基础早期热稳定性研究现状与展望》文中认为多年冻土区钻孔灌注桩基础施工带来的热扰动削弱了桩基础的早期热稳定性,降低了桩基承载力。通过早期热稳定性影响因素、热稳定性对承载力的影响及其改善措施三个方面对钻孔灌注桩基础早期热稳定性的研究现状进行归纳总结。研究表明:首先,多年冻土区钻孔灌注桩基础具有热扰动范围大、回冻时间长的特点,其中水化热及胶凝材料、入模温度、成孔方式作为主动影响因素是热扰动的主要来源,桩基特征及冻土工程地质条件作为间接因素也对早期热稳定性产生次要影响;其次,钻孔灌注桩热扰动显着降低了桩基早期的承载力,延缓了上部结构施工时间;在削弱桩基早期热扰动方面,人工制冷、热管等措施具有良好的加速回冻效果。基于桩基承载力与冻土地温的密切关系,未来还需进一步定量评估冲击钻成孔施工方式、灌注桩施工季节、群桩设计参数对桩基早期热扰动的影响,深入认识早期热扰动作用下桩基承载力的变化规律、设计荷载与冻土蠕变的关系及其对工期的影响,并研发施工更加便利、效果更加显着、适用范围更广的低水化热胶凝材料和钻孔灌注桩控温措施,有效提高钻孔灌注桩早期的承载力。
周亚龙[8]（2019）在《青藏高原多年冻土地基电力杆塔热棒桩基的热力耦合研究》文中提出在多年冻土地基上建造电力输电杆塔,最大的难题就是如何解决电力杆塔基础的稳定性问题。在全球气候变暖的大背景下,多年冻土融化层逐年加厚,冻土上限下移。由于电力杆塔基础一般埋深较浅,活动层在寒季冻结时对杆塔基础产生的冻拔力,经过几个或长期冻融循环后,地基土与杆塔基础相互作用,产生冻拔现象,造成输电杆（塔）变形或倾覆,甚至会使基础被拔出而破坏。为准确的计算热棒应用于输电塔桩基础的长期降温效果、桩顶冻拔位移及桩身切向冻胀力（冻结力）的分布规律,本文以青藏高原望昆不冻泉段电力杆塔热棒桩基础、普通桩基础（无热棒桩基础）的现场试验为背景,主要进行以下研究:（1）现场试验数据进行整理,得到电力杆塔热棒桩基础、普通桩基础在2004年及2005年的实测温度场和桩基冻拔量。实测数据表明:2005年热棒桩基地温低于2004年的基础地温,不同深度处的平均地温最大降幅为0.77℃;普通桩基础不同深度处的平均地温两年大致相同或略有升高;与普通桩基相比热棒桩基对地温的降低和冷储量的增加效果是明显的,而且这种效果随着时间的推移会越来越明显。从桩顶位移可以看出,无论热棒桩基础还是普通桩基础,均有冻拔现象,但普通桩基的冻拔现象严重。（2）温度场数值计算,基于冻土传热学相关知识,考虑全球气候变暖、冻土相变、混凝土水化放热、热棒功率变化等因素,结合现场试验,建立热棒桩基的三维有限元模型,采用迭代的计算方法计算分析50 a内热棒功率和桩土体系温度场。最初两年内的计算值与实测值吻合度较高,说明数值计算能较好的模拟此场地桩土体系温度的动态变化;在热棒的全寿命周期30 a内,热棒功率呈非连续波浪递减式变化;热棒桩基能有效增加冷储量,降低土体地温,缩短桩周土体回冻时间约34%,第5年桩周土体地温降至最低,融化深度最小,第30年可提高冻土上限48 cm;建议在热棒寿命结束后的第2年更换新的热棒或进行其他工程处理措施保持输电塔基础的热稳定。（3）热力耦合数值计算,考虑冻土的相变、相对含冰率、冻胀率、泊松比等影响因素,建立桩土接触单元,以温度场计算结果为基础,计算了多年冻土地基电力杆塔热棒桩基和普通桩基的桩顶冻拔位移、桩身切向冻胀力（冻结力）大小及分布规律。
王贺[9]（2019）在《青藏铁路多年冻土区湿润性地段考虑原位冻胀桩土热力耦合数值分析》文中研究表明在多年冻土地区修筑铁路和公路时,遇到的主要问题是冻胀和融沉破坏,青藏铁路沿线的桥梁工程同样也受到这两个问题的困扰。开展多年冻土区桥梁桩基础热学、力学研究,全面把握多年冻土区桩基础的冻拔及桩周冻土的冻胀特性、桩-土界面特性,为多年冻土区桥梁桩基础的运营维护提供参考和依据,有利于青藏铁路工程的安全及长期稳定发展。以青藏铁路实际工程——清水河多年冻土区湿润性地段桥梁工程为依托,采用以理论分析为主的研究方法,利用有限元软件COMSOL Multiphysics建立桩土体系热-力耦合数值计算模型。对多年冻土区桥梁工程中的桩周冻土温度场在测量地温后三十年内的变化情况、冻土的冻胀变形、桩土间与冻结温度及时间相关的界面特性、桩基础的受力形式和抗冻拔机理等方面展开研究,主要得出以下结论:（1）在以弹性力学为依据研究原位水冻结的过程中,得出了不仅温度变量对冻胀系数有影响,土体的泊松比对其也有重要影响。结合不同土质在冻结状态下的冰水相变速率,推导出冻胀过程中土体冻胀率与冻胀系数之间的关系公式。（2）地面以下2m范围内,季节的变化对桩土界面温度影响较大。受全球气候变暖及太阳辐射等因素的影响,桩基础将吸收的热量传递到冻土层,使桩土界面的温度随着时间的推移呈升高的趋势,并导致桩周土体的温度要高于同一深度未受扰动的土体温度。大气温度对土体温度的影响会随着土层深度的增加而减小,在达到一定深度后,大气温度将不再干扰土体温度。深层土体的温度变化相对于地表土体呈现出一定滞后性。（3）桩周土体的冻胀量小于远离桩侧土体的冻胀量,两者的差值由11月的1.74cm增加到2月的5.47cm。2月的最大冻胀量出现在距离桩侧5.1m处,相比11月,与桩侧的距离增加了3.1m,说明随着冻结时间的推移,桩基础对桩周土的冻胀约束作用越来越大且影响范围越来越广。地表处桩土界面间的法向应力最大,随着冻结时间的推移,桩土界面间的法向应力分部形式没有改变,但是法向应力值在持续增大。接触法向应力主要集中在地面以下1.5m范围内。11月1月为桩土间切向应力的增长阶段,其最大值出现在接近地表处。随着地温降低,冻胀程度加深,切向应力显着增大,并导致桩基础的竖向位移明显增加。1月2月为桩土间切向应力的稳定阶段,切向应力随冻深发展而增长趋缓,逐渐达到最大值。冻胀过程中,桩土界面间切向应力值的正负临界点逐渐向下移动。（4）地表处桩土间的相对滑动位移值最大,并且主要在地面以下约2.5m范围内产生相对滑动位移。随着冻结时间的增加,桩基础的位移变化缓慢,但桩周土的冻胀量在不断增大,导致桩土间的相对滑动位移不断增大。（5）由于桩顶施加荷载,桩身轴力在冻结开始时为压力。随冻结时间的推移,桩身轴力变为拉力且拉力值不断增大。随着冻胀程度的加深,拉力最大值的位置逐渐向下移动。说明冻胀程度越深,土体的冻胀现象对桩基础产生的影响越大。
蒋代军[10]（2019）在《多年冻土地基桩土界面特性及桩基竖向承载性状研究》文中研究指明近二十年来,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,开展不同冰膜厚度、不同成桩方式下基桩静载模型试验,进行多年冻土桩基承载力计算,研究多年冻土桩基承载机理与荷载传递特征。以青藏铁路多年冻土地基某场地桩基下沉病害为工程背景,提出辅助桩加固技术,考虑温升对桩基承载力的影响,研究不同温升条件下桩基承载力的变化规律。主要研究内容和创新如下:（1）针对高温冻土和低温冻土场地旋挖钻成孔混凝土灌注桩,选取试验桩基,埋设测温元件,在桩基混凝土浇筑后即开始进行地温观测,获得地温测试现场资料。考虑不同地温和水化热条件,通过模型试验,分析不同深度处桩周土温度随时间的变化规律。通过热扰动数值计算,得出混凝土灌注后,桩中心、桩壁及距桩壁不同距离处地温随时间变化曲线。综合现场试验、模型试验和数值分析结果,研究旋挖钻成孔及混凝土灌注后对桩周冻土热扰动效应,分析地温变化和不同水化热条件下多年冻土地基桩-土体系回冻过程。研究结果表明:对于高温不稳定多年冻土地基,试验场地由于冻土初始地温及入模温度的影响,在桩底断面及天然冻土上限处地温变化率分别为0.122℃/天、0.12℃/天,高温不稳定多年冻土地基回冻速率较慢;对于低温多年冻土地基,50天后,沿桩身各点地温均降至降至负温,桩底断面及天然冻土上限处地温变化率分别为0.33℃/天、0.28℃/天。（2）从水分迁移的角度,进行粉质粘土冻结过程水分迁移试验,分析单向冻结条件下,土体初始含水率、干密度、温度梯度、冻结时间对正冻粉质粘土中的温度变化及水分迁移规律的影响,研究桩体表面冰膜的形成机制。以桩-土界面为研究对象,在不同冰膜厚度、桩体材料、温度及法向应力条件下开展低温剪切试验,获得应力-应变曲线,分析界面抗剪强度参数随温度变化规律,研究冰膜厚度和桩体材料对桩土界面剪切特性的影响。以粉土-混凝土界面为研究对象,在不同温度和法向应力条件下进行分级加载的蠕变剪切试验,获得桩土界面剪切位移随时间的变化曲线,分析蠕变变形曲线,确定界面蠕变变形破坏模式,研究接触界面的蠕变特性。研究结果表明:冻结粉土-混凝土界面的蠕变破坏形式表现为脆性特征,剪切蠕变曲线分为衰减蠕变和非衰减蠕变两类,非衰减蠕变又分为瞬时蠕变阶段、非稳定蠕变阶段、稳定蠕变阶段和加速蠕变阶段四个阶段。冻结粉土-混凝土界面蠕变特性受到剪应力水平、试验温度、法向应力影响。剪应力以指数形式影响界面的蠕变变形速率和蠕变时间,界面的长期强度与法向应力服从摩尔库伦准则。（3）针对青藏高原腹地高温多年冻土、低温多年冻土地基钻孔灌注桩,对现场基桩开展回冻过程研究。根据工作需要开展未回冻状态下基桩承载性能研究。在基桩灌注60天后,进行桩基静载试验,分析基桩极限承载力。根据钢筋应变计测试结果,获得桩身轴力、桩侧冻结力（摩阻力）分布规律,分析桩侧冻结力分布规律及发挥机理、桩端阻力发挥特点。进行单桩承载力计算,分析桩端阻力、冻结强度随温度的变化规律,将规范法计算结果与实测单桩承载力进行验证,研究多年冻土桩基承载机理与荷载传递特征。研究结果表明:高温多年冻土地基钻孔灌注桩试验加载至4800k N时,平均冻结力为64.8k Pa,桩端阻为735.7k Pa,产生了较大的塑性沉降。低温多年冻土地基钻孔灌注桩加载至7600k N时,基桩桩顶位移为4.93mm,卸载后的残余沉降量为1.01mm,回弹率为79.51%,主要是弹性变形。（4）考虑桩土界面-冰膜特性,开展不同冰膜厚度下基桩承载性状室内模型试验,获得不同冰膜厚度下桩身轴力、桩侧冻结力沿桩身分布曲线。分别选取钻孔灌注桩、预钻孔灌注桩、预钻孔插入桩和预钻孔打入桩4种成桩方式,开展不同成桩方式下多年冻土地基桩基承载性状模型试验,获得不同成桩方式下桩顶位移、桩身轴力、桩侧冻结力和桩端阻力的分布曲线,研究成桩方式对基桩承载特性的影响。研究结果表明:预钻孔打入桩桩端阻力发挥程度较钻孔灌注桩大,体现了打入桩的挤密效应和灌注桩这两种不同成桩方式在桩基荷载传递特性上所造成的差异。钻孔灌注桩和预钻孔灌注桩长期承载力相近。（5）针对多年冻土地基桩基承载力退化,得到气候变暖下多年冻土桩基承载力退化预测公式。针对辅助桩加固措施,借助有限元方法,获得了辅助灌注桩和插入桩在不同时间的地温分布规律,进行桩基础承载力计算,分析了不同温升条件下桩基承载力的变化规律。研究结果表明:由于钻孔灌注辅助桩带给桩土体系大量的水化热,使得原有桩周土地温升高致使其承载力降低,在灌注辅助桩初期,整体桩基础出现了明显的承载力退化,在辅助桩施工后2个月才恢复至未设置辅助桩的承载力,随着辅助桩的回冻整体承载力逐渐提高,在辅助桩施工后6个月达到稳定状态。
二、青藏铁路多年冻土区钻孔灌注桩设计几个问题的探讨（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、青藏铁路多年冻土区钻孔灌注桩设计几个问题的探讨（论文提纲范文）
（1）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 |
（2）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 |
（3）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 |
（4）-3℃养护下钻孔灌注桩等强度混凝土微观性能演变规律研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究的目的及意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 负温混凝土 |
| 1.3.2 引气混凝土 |
| 1.4 存在的主要问题 |
| 1.5 主要研究内容 |
| 2 试验准备和试验设计 |
| 2.1 试验仪器及原材料 |
| 2.1.1 试验仪器 |
| 2.1.2 原材料 |
| 2.2 试验方法 |
| 2.2.1 养护环境 |
| 2.2.2 混凝土试件的成型和养护 |
| 2.2.3 抗压强度试验 |
| 2.2.4 孔结构测试试验 |
| 2.2.5 水化程度测试试验 |
| 2.3 试验方案 |
| 2.3.1 配合比 |
| 2.3.2 试验方案 |
| 3 混凝土抗压强度测试与分析 |
| 3.1 不同水胶比混凝土抗压强度 |
| 3.1.1 0.28水胶比混凝土抗压强度测试结果及分析 |
| 3.1.2 0.32水胶比混凝土抗压强度测试结果及分析 |
| 3.1.3 0.36水胶比混凝土抗压强度测试结果及分析 |
| 3.1.4 0.40水胶比混凝土抗压强度测试结果及分析 |
| 3.2 不同引气剂掺量混凝土抗压强度 |
| 3.3 标养与负温养护下混凝土等强度龄期 |
| 3.3.1 负温对于混凝土抗压强度的影响 |
| 3.3.2 混凝土等强度龄期 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 混凝土孔结构测试与分析 |
| 4.1 基于核磁共振试验的孔径分布 |
| 4.1.1 0.28水胶比混凝土孔径分布测试结果及分析 |
| 4.1.2 0.32水胶比混凝土孔径分布测试结果及分析 |
| 4.1.3 0.36水胶比混凝土孔径分布测试结果及分析 |
| 4.1.4 0.40水胶比混凝土孔径分布测试结果及分析 |
| 4.2 两种养护方式下等强度混凝土孔径分布对比 |
| 4.2.1 基于核磁共振试验的孔径分布对比 |
| 4.2.2 基于压汞试验的孔径分布对比 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 混凝土水泥水化程度测试与分析 |
| 5.1 水泥水化程度计算方法 |
| 5.2 水泥水化程度计算结果与分析 |
| 5.2.1 水泥水化程度以氢氧化钙含量表征结果与分析 |
| 5.2.2 水泥水化程度以化学结合水含量表征结果与分析 |
| 5.3 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 |
（5）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 |
（6）通风管对高原冻土区输电线塔基温度场和承载力影响规律研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 冻土特征和面临的问题 |
| 1.1.2 高原冻土区输电线塔基的特点和面临的主要问题 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 粉质黏土和粗颗粒土力学特性研究现状 |
| 1.2.2 通风管研究现状 |
| 1.2.3 塔基承载力研究现状 |
| 1.3 技术路线和研究内容 |
| 2 粉质黏土和粗颗粒土温度敏感性研究 |
| 2.1 温度对粉质黏土剪切特性的影响试验 |
| 2.1.1 粉质黏土试样的制备 |
| 2.1.2 粉质黏土剪切试验结果和分析 |
| 2.1.3 粉质黏土的临塑荷载 |
| 2.2 击实功对粗颗粒土的冻胀特性的影响 |
| 2.2.1 粗颗粒土试样的制备 |
| 2.2.2 粗颗粒土试样击实试验设计 |
| 2.2.3 粗颗粒土冻胀试验结果和分析 |
| 2.3 细粒含量对粗颗粒土的冻胀特性的影响 |
| 2.3.1 粗颗粒土试样的制备 |
| 2.3.2 细粒含量影响的试验设计 |
| 2.3.3 细粒含量影响的结果分析和讨论 |
| 2.4 温度对粗颗粒土剪切特性的影响试验 |
| 2.4.1 剪切试样的制备和试验方法 |
| 2.4.2 .粗颗粒土剪切试验结果和分析 |
| 2.5 小结 |
| 3 通风管对输电线塔基降温效果的影响研究 |
| 3.1 外置通风管塔基处置技术研究 |
| 3.1.1 空气-通风管-土体传热模型 |
| 3.1.2 边界条件和初始条件 |
| 3.1.3 外置通风管降温效果模拟分析 |
| 3.1.4 外置通风管参数优化 |
| 3.1.5 外置通风管与调节开关 |
| 3.2 内置通风管塔基处置技术研究 |
| 3.2.1 内置通风管的承载性能设计 |
| 3.2.2 通风管换热性能的确定 |
| 3.2.3 内置通风管降温效果模拟分析 |
| 3.3 内置和外置通风管降温效果比较 |
| 3.4 小结 |
| 4 塔基承载力的分析研究 |
| 4.1 通风管塔基承载力计算分析 |
| 4.1.1 无通风管塔基极限承载力计算分析 |
| 4.1.2 外置通风管塔基极限承载力计算分析 |
| 4.1.3 内置通风管对塔基极限承载力的影响分析 |
| 4.2 通风管塔基承载力数值模拟分析 |
| 4.2.1 塔基数值模型和参数 |
| 4.2.2 承载力模拟结果和分析 |
| 4.3 施工工艺 |
| 4.4 小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 |
（7）多年冻土区钻孔灌注桩基础早期热稳定性研究现状与展望（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 影响钻孔灌注桩基础早期热稳定性的因素 |
| 1.1 水化热及胶凝材料 |
| 1.2 入模温度 |
| 1.3 成孔方式 |
| 1.4 桩基特征 |
| 1.5 桩周冻土特征 |
| 2 钻孔灌注桩基础早期热稳定性对其承载力的影响 |
| 3 桩基早期热稳定性的改善措施 |
| 4 展望 |
（8）青藏高原多年冻土地基电力杆塔热棒桩基的热力耦合研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景及研究意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 热棒降温技术的研究现状 |
| 1.2.2 冻土区桩基冻拔、切向冻胀力研究现状 |
| 1.2.3 存在的问题 |
| 1.3 研究内容及技术路线 |
| 2 冻土地基热棒桩基热力耦合理论 |
| 2.1 冻土热学属性 |
| 2.1.1 相变热 |
| 2.1.2 比热 |
| 2.1.3 导热系数 |
| 2.2 温度场控制方程 |
| 2.2.1 热传递方式 |
| 2.2.2 土体热传导偏微分方程 |
| 2.2.3 热棒计算 |
| 2.2.4 混凝土水化热计算方程 |
| 2.3 应力变形场理论 |
| 2.3.1 约束冻胀 |
| 2.3.2 应力和变形控制方程 |
| 2.3.3 接触理论 |
| 2.3.4 土体的DP屈服准则 |
| 2.3.5 冻胀系数 |
| 2.4 热力耦合概述 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 多年冻土地基电力杆塔热棒桩基降温效果的数值模拟 |
| 3.1 望昆~不冻泉段电力杆塔热棒桩基温度场的现场测设 |
| 3.1.1 试验场地工程地质概况 |
| 3.1.2 桩的施工及测温元件的布置 |
| 3.1.3 地温观测及降温效果分析 |
| 3.2 温度场计算模型与边界条件 |
| 3.2.1 计算模型及土体物理力学参数 |
| 3.2.2 边界条件及初始温度场的计算 |
| 3.3 与实测对比分析 |
| 3.4 桩土体系回冻过程分析 |
| 3.5 全寿命周期30 a热棒的降温效果分析 |
| 3.5.1 桩侧土体的地温变化 |
| 3.5.2 热棒的功率 |
| 3.5.3 冻土上限的变化 |
| 3.6 热棒寿命结束后桩土体系温度场稳定性分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 多年冻土地基电力杆塔热棒桩基热力耦合的数值模拟 |
| 4.1 望昆~不冻泉段电力杆塔热棒桩基变形的现场测设 |
| 4.2 应力变形场计算模型与边界条件 |
| 4.2.1 桩—冻土界面接触设置 |
| 4.2.2 土体力学参数及边界条件 |
| 4.3 普通桩基础应力变形分析 |
| 4.3.1 普通桩基础约束冻胀 |
| 4.3.2 普通桩基础桩土界面切向应力 |
| 4.4 热棒桩基础应力变形分析 |
| 4.4.1 热棒桩基础约束冻胀 |
| 4.4.2 热棒桩基础桩土界面切向应力 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 结论和展望 |
| 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 |
（9）青藏铁路多年冻土区湿润性地段考虑原位冻胀桩土热力耦合数值分析（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 选题背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 多年冻土区桩基础热学特性研究 |
| 1.2.2 多年冻土与桩基础的热力耦合 |
| 1.2.3 多年冻土区桩土界面研究 |
| 1.3 研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 研究技术路线 |
| 2 多年冻土区温度场理论研究 |
| 2.1 数学模型基本假设 |
| 2.2 冻土非稳态温度场控制方程 |
| 2.2.1 相变问题 |
| 2.2.2 冻土非稳态温度场控制方程 |
| 2.3 温度场边界条件 |
| 2.3.1 温度场的变化 |
| 2.3.2 附面层理论 |
| 2.3.3 温度场边界条件的分类 |
| 2.3.4 桩-土间的冰膜现象 |
| 2.4 冻土的热物理特性参数 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 多年冻土区应力场及变形场理论研究 |
| 3.1 数学模型基本假设 |
| 3.2 冻土应力场控制方程 |
| 3.2.1 体积应变 |
| 3.2.2 应力场控制方程 |
| 3.3 冻土变形场控制方程 |
| 3.3.1 线弹性变形场控制方程 |
| 3.3.2 温度场对变形场的影响 |
| 3.4 桩-土界面力学特性 |
| 3.5 冻土的冻胀系数 |
| 3.5.1 基于弹性力学研究多年冻土冻胀系数与冻胀率之间的关系 |
| 3.5.2 考虑冰水相变过程下多年冻土冻胀系数与冻胀率之间的关系 |
| 3.5.3 案例分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 清水河多年冻土区湿润性地段桥梁单桩-冻土温度场数值模拟研究 |
| 4.1 数值模拟软件简介 |
| 4.2 青藏高原清水河地区工程概况 |
| 4.3 建立计算模型及数值模型 |
| 4.3.1 计算模型的建立 |
| 4.3.2 数值模型的建立 |
| 4.4 各土层及结构的热物理参数 |
| 4.5 模型的边界条件及初始条件 |
| 4.5.1 温度场边界条件 |
| 4.5.2 温度场初始条件 |
| 4.6 桥梁单桩-冻土温度场数值计算结果及分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 清水河多年冻土区湿润性地段桥梁单桩-冻土热-力耦合数值模拟研究 |
| 5.1 热-力耦合控制方程 |
| 5.1.1 温度场控制方程 |
| 5.1.2 应力场控制方程 |
| 5.2 热力耦合计算方法 |
| 5.3 桥梁单桩-冻土温度场和应力场耦合模型的建立 |
| 5.3.1 数值模型及材料参数 |
| 5.3.2 应力场边界条件 |
| 5.4 桥梁单桩-冻土温度场和应力场耦合模拟结果及分析 |
| 5.4.1 冻土的冻胀过程分析 |
| 5.4.2 桩土界面力学特性研究 |
| 5.4.3 桩基础位移及桩轴力分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论及展望 |
| 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 |
（10）多年冻土地基桩土界面特性及桩基竖向承载性状研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究意义 |
| 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 |
| 1.2.2 多年冻土地基灌注桩温度场研究 |
| 1.2.3 多年冻土地基桩土界面特性研究 |
| 1.2.4 多年冻土地基桩基础数值计算方法研究 |
| 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 |
| 2 多年冻土地区典型地段基桩回冻过程与次生桩周土热效应研究 |
| 2.1 高温冻土旋挖钻成孔对冻土地基的热效应分析 |
| 2.1.1 试验场地概况 |
| 2.1.2 高温冻土地基桩基回冻过程与次生桩周土热效应分析 |
| 2.2 低温冻土旋挖钻成孔对冻土地基的热效应分析 |
| 2.2.1 试验场地概况 |
| 2.2.2 低温冻土地基桩基回冻过程与次生桩周土热效应分析 |
| 2.3 多年冻土典型地段基桩回冻过程室内模型试验研究 |
| 2.3.1 模型试验概况 |
| 2.3.2 模型试验结果分析 |
| 2.4 高温冻土地基桩基回冻过程与次生桩周土热效应非线性有限元分析 |
| 2.4.1 热分析基本理论及计算方法 |
| 2.4.2 基桩回冻过程与次生桩周土热效应数值计算 |
| 2.4.3 计算值与实测值对比分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 多年冻土地基桩土界面-冰膜形成机制与力学性能试验研究 |
| 3.1 正冻粉质粘土水分迁移规律试验研究 |
| 3.1.1 试验概况 |
| 3.1.2 试验现象分析 |
| 3.1.3 土体冻结过程中温度变化规律分析 |
| 3.1.4 各因素对土体温度分布影响分析 |
| 3.1.5 冻结作用下试样含水率分布规律分析 |
| 3.1.6 冻胀量变化规律分析 |
| 3.2 桩周冻土水分迁移室内模型试验 |
| 3.2.1 模型试验概况 |
| 3.2.2 地温变化规律分析 |
| 3.2.3 含水率变化规律分析 |
| 3.3 多年冻土地区桩土界面剪切特性研究 |
| 3.3.1 冰膜厚度对桩土界面剪切特性影响研究 |
| 3.3.2 桩体材料对桩土界面剪切特性影响研究 |
| 3.4 多年冻土地基桩土界面蠕变特性研究 |
| 3.4.1 桩土界面蠕变试验方案 |
| 3.4.2 数据处理方法 |
| 3.4.3 桩土界面蠕变试验结果分析 |
| 3.4.4 剪应力水平对界面蠕变的影响 |
| 3.4.5 法向应力对界面蠕变的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 多年冻土地基典型地段桩基础竖向承载性状研究 |
| 4.1 高温冻土地基桩基础竖向承载性状现场试验研究 |
| 4.1.1 试验场地工程概况 |
| 4.1.2 测试元件布置 |
| 4.1.3 现场试验系统布置与加载 |
| 4.1.4 基桩加载测试曲线及基桩竖向承载性状分析 |
| 4.2 低温多年冻土地基桩基竖向承载性能现场试验研究 |
| 4.2.1 试验场地工程概况 |
| 4.2.2 测试元件布置 |
| 4.2.3 现场试验系统布置及加载 |
| 4.2.4 基桩加载测试曲线及基桩竖向承载性状分析 |
| 4.3 多年冻土地基不同冰膜厚度下基桩承载性状模型试验研究 |
| 4.3.1 试验概况 |
| 4.3.2 模型试验结果分析 |
| 4.4 不同成桩方式下多年冻土地基基桩承载性状模型试验研究 |
| 4.4.1 模型试验概况 |
| 4.4.2 模型试验结果分析 |
| 4.5 多年冻土地基桩基竖向承载力计算方法研究 |
| 4.5.1 规范法计算多年冻土地基桩基竖向承载力对比 |
| 4.5.2 基于气候变暖下多年冻土桩基承载力的预测 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 多年冻土地基桩基承载力退化治理措施效果分析 |
| 5.1 初始地温场分析 |
| 5.2 辅助桩加固措施效果研究 |
| 5.2.1 混凝土水化热在冻土中的放热 |
| 5.2.2 计算模型及边界条件 |
| 5.2.3 不同工况下设置辅助桩后桩土体系温度场分析 |
| 5.3 设置辅助桩后桥梁桩基础承载力分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论及展望 |
| 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 |
四、青藏铁路多年冻土区钻孔灌注桩设计几个问题的探讨（论文参考文献）
- [1]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
- [2]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)
- [3]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)
- [4]-3℃养护下钻孔灌注桩等强度混凝土微观性能演变规律研究[D]. 王天双. 兰州交通大学, 2020(01)
- [5]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)
- [6]通风管对高原冻土区输电线塔基温度场和承载力影响规律研究[D]. 刘凤云. 西安建筑科技大学, 2020(07)
- [7]多年冻土区钻孔灌注桩基础早期热稳定性研究现状与展望[J]. 侯鑫,杨斌,陈继,赵静毅,芮鹏飞. 冰川冻土, 2020(04)
- [8]青藏高原多年冻土地基电力杆塔热棒桩基的热力耦合研究[D]. 周亚龙. 兰州交通大学, 2019(04)
- [9]青藏铁路多年冻土区湿润性地段考虑原位冻胀桩土热力耦合数值分析[D]. 王贺. 兰州交通大学, 2019(03)
- [10]多年冻土地基桩土界面特性及桩基竖向承载性状研究[D]. 蒋代军. 兰州交通大学, 2019(03)