凍融的案例
凍融問題滲流場和溫度場耦合數(shù)值模擬
凍融作用在自然界中普遍存在如自然環(huán)境科學(xué)中滲流與溫度的相互作用會(huì)影響到滲流場和溫度場的分布從而影響生物的生存環(huán)境。高寒地區(qū)工程的凍融破壞作用例如路基凍脹穩(wěn)定問題寒區(qū)隧道的凍脹破壞等這些都是滲流和溫度的耦合問題。為了揭示凍融作用下滲流場和溫度場的變化規(guī)律建立了描述滲流場及溫度場耦合的偏微分方程其中滲流方程中考慮了溫度作用引起的介質(zhì)滲透特性的變化和水量變化及溫度梯度對(duì)滲流的影響。在溫度方程中考慮了相變對(duì)介質(zhì)熱物理參數(shù)的影響及水流動(dòng)引起的對(duì)流作用影響。然后利用多物理場耦合分析軟件COMSOL Multiphysics成功的求解該方程組通過算例與Lunardini的解析解進(jìn)行了對(duì)比驗(yàn)證數(shù)學(xué)模型的合理性。最后通過一個(gè)凍結(jié)壁算例計(jì)算了在水流和熱傳導(dǎo)作用下的凍融情況和溫度場的變化規(guī)律。結(jié)果表明溫度場對(duì)滲流場分布有一定的影響?yīng)Ｍ瑯訚B流對(duì)凍融作用的影響顯著在凍融和滲流的作用下溫度場發(fā)生了明顯的變化。
凍融問題滲流場和溫度場耦合數(shù)值模擬.pdf
展開 凍融循環(huán)作用下危巖體破壞模擬
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另外，有數(shù)模技術(shù)問題歡迎大家多交流~
計(jì)算說明書：
（1）案例背景：我國寒區(qū)面積約為國土面積的75%，其中季節(jié)性凍土區(qū)占國土面積的58.9%，主要集中在東北和西部地區(qū)，在極端氣溫下南方地區(qū)也存在季節(jié)性凍土（如2008年），近年來隨著東北振興、西部大開發(fā)及中部崛起戰(zhàn)略的實(shí)施，寒區(qū)巖體工程建設(shè)活動(dòng)越來越多，面臨更多的巖體凍融破壞問題。如在寒區(qū)危巖體或者邊坡工程中，地表水滲透到巖體內(nèi)部，滲透水在低溫作用下對(duì)巖體產(chǎn)生凍脹破壞，并且在反復(fù)凍融作用下，整個(gè)邊坡或危巖體的穩(wěn)定性持續(xù)劣化進(jìn)而產(chǎn)生滑移破壞。
（2）計(jì)算任務(wù)：在2D平面內(nèi)實(shí)現(xiàn)凍融循環(huán)作用下危巖體的破壞判斷，考慮凍融循環(huán)作用下由于水分凍脹產(chǎn)生的應(yīng)力對(duì)危巖體結(jié)構(gòu)面的作用，考慮凍融循環(huán)作對(duì)危巖體組成材料的力學(xué)性能弱化（如抗剪強(qiáng)度參數(shù)的弱化），在雙重作用影響下，危巖體極有可能出現(xiàn)失穩(wěn)破壞。該模型可以準(zhǔn)備判斷危巖體是否發(fā)生破壞，具有科研和工程實(shí)踐價(jià)值。
（3）設(shè)備基本參數(shù)：CPU為“Intel(R) Xeon(R) CPU i5-6300HQ @ 2.30GHz”;內(nèi)存為“8.0GB”；顯卡為“Nvdia MX150”,64為驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)
（4）采用Standard求解器進(jìn)行模擬；模型利用2D可變形殼型平面模型；用Mohr—Coulomb準(zhǔn)則作為破壞準(zhǔn)則，利用非對(duì)稱矩陣求解器求解，考慮土體自重力。所有單元類型采用平面應(yīng)變單元（CPE4），網(wǎng)格控制屬性為四邊形掃掠技術(shù)。
（5）計(jì)算耗時(shí)：依據(jù)危巖體尺寸的不同計(jì)算時(shí)間有長有短，但都遠(yuǎn)低于3D模型模擬所需時(shí)間。
（6）分析：
（a）利用2D可變形模型，將3維危巖體降維成2維平面，極大地提高了計(jì)算效率；
（b）凍融循環(huán)作用在ABAQUS可通過用戶子程序umat對(duì)材料的抗剪強(qiáng)度參數(shù)定義，或者利用場變量定義，實(shí)現(xiàn)方式較為便捷。
展開 如何利用ABAQUS來做混凝土凍融數(shù)值仿真
對(duì)混凝土如何進(jìn)行建模，如何做到凍融中的融，滲流場如何達(dá)到對(duì)空隙的影響
基于ABAQUS的寒區(qū)礦山邊坡危巖穩(wěn)定性分析
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為研究凍融循環(huán)作用對(duì)寒區(qū)礦山邊坡危巖穩(wěn)定性的影響，首先，利用有限元分析軟件ABAQUS和強(qiáng)度折減法，并結(jié)合Mohr-Coulomb破壞準(zhǔn)則對(duì)礦山邊坡危巖算例進(jìn)行數(shù)值分析。其次，以數(shù)值計(jì)算不收斂作為模型失穩(wěn)破壞判據(jù)，分別計(jì)算不同凍融循環(huán)次數(shù)下的邊坡危巖安全系數(shù)。最后，通過與極限平衡法計(jì)算所得的理論安全系數(shù)比較驗(yàn)證有限元分析結(jié)果的可靠性。結(jié)果表明：邊坡危巖安全系數(shù)隨凍融循環(huán)次數(shù)增加呈下降趨勢，其初期下降趨勢較其他階段要更快；且有限元計(jì)算與極限平衡法計(jì)算所得安全系數(shù)相差較小，分析結(jié)果可為寒區(qū)礦山邊坡安全分析提供參考。
計(jì)算說明書：
（1）案例背景：我國寒區(qū)面積約為國土面積的75%，其中季節(jié)性凍土區(qū)占國土面積的58.9%，主要集中在東北和西部地區(qū)，在極端氣溫下南方地區(qū)也存在季節(jié)性凍土（如2008年），近年來隨著東北振興、西部大開發(fā)及中部崛起戰(zhàn)略的實(shí)施，寒區(qū)巖體工程建設(shè)活動(dòng)越來越多，面臨更多的巖體凍融破壞問題。如在寒區(qū)危巖體或者邊坡工程中，地表水滲透到巖體內(nèi)部，滲透水在低溫作用下對(duì)巖體產(chǎn)生凍脹破壞，并且在反復(fù)凍融作用下，整個(gè)邊坡或危巖體的穩(wěn)定性持續(xù)劣化進(jìn)而產(chǎn)生滑移破壞。
（2）計(jì)算任務(wù)：在2D平面內(nèi)實(shí)現(xiàn)凍融循環(huán)作用下危巖體的破壞判斷，考慮凍融循環(huán)作用下由于水分凍脹產(chǎn)生的應(yīng)力對(duì)危巖體結(jié)構(gòu)面的作用，考慮凍融循環(huán)作對(duì)危巖體組成材料的力學(xué)性能弱化（如抗剪強(qiáng)度參數(shù)的弱化），在雙重作用影響下，危巖體極有可能出現(xiàn)失穩(wěn)破壞。該模型可以準(zhǔn)備判斷危巖體是否發(fā)生破壞，具有科研和工程實(shí)踐價(jià)值。
展開 
關(guān)于外摻氧化鎂對(duì)混凝土耐久性的影響研究
3 外摻氧化鎂對(duì)混凝土抗凍性的影響
混凝土抗凍性是指混凝土處于反復(fù)凍融循環(huán)條件下抵抗膨脹開裂的能力，可用相對(duì)動(dòng)彈模和質(zhì)量損失率兩指標(biāo)來衡量。
對(duì)外摻氧化鎂的混凝土抗凍性的研究結(jié)果目前并不統(tǒng)一。李方賢采用慢凍法進(jìn)行抗凍試驗(yàn)，氧化鎂采用內(nèi)摻方式，取代水泥用量，結(jié)果表明摻MgO 膨脹劑混凝土較普通混凝土的抗凍性有較大的提高。李承木采用快速凍融法試驗(yàn)，研究顯示氧化鎂混凝土在凍融33 次以后，相對(duì)動(dòng)彈模損失在50%以下，重量損失在1. 5% 左右，而未摻氧化鎂混凝土在凍融23 次后，相對(duì)動(dòng)彈模損失在60% 以下，重量損失在2. 4%左右。由于外摻氧化鎂膨脹劑使混凝土結(jié)構(gòu)更加密實(shí)，明顯提高了混凝土的抗凍性。李鵬輝的氧化鎂抗凍性能試驗(yàn)按照快凍法進(jìn)行，試驗(yàn)結(jié)果為氧化鎂摻量越大，相對(duì)動(dòng)彈模下降越大，說明氧化鎂的摻入對(duì)此種混凝土的抗凍性能有不利影響。李鵬輝對(duì)氧化鎂和水泥的水化過程進(jìn)行細(xì)觀觀察試驗(yàn)，指出氧化鎂水化過程伴隨的顆粒崩解造成了微觀結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的損傷甚至破壞。
為確定氧化鎂對(duì)混凝土抗凍性能的影響，作者依據(jù)SL 352 - 2006《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》中相關(guān)規(guī)定進(jìn)行混凝土抗凍試驗(yàn)，當(dāng)相對(duì)動(dòng)彈模下降至初始值的60% 或質(zhì)量損失率達(dá)5% 時(shí)，試件判定為破壞。設(shè)計(jì)進(jìn)行氧化鎂摻量分別為0、2%、4% 和6% 的混凝土抗凍試驗(yàn)結(jié)果如下: 混凝土凍融循環(huán)次數(shù)為0 時(shí)，相對(duì)動(dòng)彈模都是100%，質(zhì)量損失都是0; 混凝土凍融循環(huán)次數(shù)為100 次時(shí)，相對(duì)動(dòng)彈模分別為92. 4%、96. 1%、97. 4%、97. 0%，質(zhì)量損失分別為1. 3%、0. 7%、0. 5%、0. 5%;混凝土凍融循環(huán)次數(shù)為200 次時(shí)，相對(duì)動(dòng)彈模分別為71. 5%、81. 7%、82. 2%、84. 8%，質(zhì)量損失分別為5. 8%、2. 2%、1. 8%、1. 5%。
展開 防凍混凝土=抗凍混凝土？很多工程人沒搞清楚！
二
抗凍混凝土
抗凍混凝土是指結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求混凝土具有長期抵抗凍融循環(huán)的耐久性能，即滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)定的抗凍級(jí)別。
當(dāng)抗凍混凝土在冬期環(huán)境下澆筑時(shí)，還必須采取冬期施工的技術(shù)措施。抗凍混凝土無論在什么季節(jié)施工，都必須摻引氣劑來達(dá)到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的抗凍級(jí)別要求，提高混凝土含氣量（4%～6%）是提高混凝土抗凍性能最有效的技術(shù)措施。應(yīng)用抗凍混凝土的工程主要有：水工、港口、橋梁及公路等。
1
抗凍等級(jí)和抗凍標(biāo)號(hào)
根據(jù)GB/T50082-2009標(biāo)準(zhǔn)，混凝土抗凍性能按試驗(yàn)方法不同，分抗凍等級(jí)和抗凍標(biāo)號(hào)。抗凍等級(jí)用符號(hào)F表示，而抗凍標(biāo)號(hào)是用符號(hào)D表示，兩種方法均采用齡期28d的試件在吸水飽和后，檢測其承受反復(fù)凍融循環(huán)下的性能變化。抗凍等級(jí)是以試件相對(duì)動(dòng)彈性模量下降至不低于60％或者質(zhì)量損失率不超過5％時(shí)的最大凍融循環(huán)次數(shù)來確定；抗凍標(biāo)號(hào)是以抗壓強(qiáng)度損失率不超過25％或者質(zhì)量損失率不超過5％時(shí)的最大凍融循環(huán)次數(shù)來確定。常用的混凝土抗凍等級(jí)有：F50、F100、F150、F200、F250、F300等，分別表示混凝土能夠承受反復(fù)凍融循環(huán)次數(shù)為50、100、150、200、250和300次。
展開 COMSOL Multiphysics多物理場耦合巖土工程專題線上培訓(xùn)班
-水-力多場耦合模型（案例七）
l 凍土研究的工程意義
l 凍融條件下的巖土科學(xué)問題
l 凍融原理
l 如何通過熱-水-力耦合實(shí)現(xiàn)凍融過程
l Comsol中熱-水-力三場耦合的實(shí)現(xiàn)方式
l 凍融過程的邊界條件設(shè)置
l 凍融條件下土柱變形情況
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（由于培訓(xùn)時(shí)間有限，還有諸多案例未能展示出來，學(xué)員有想學(xué)的案例模塊可以咨詢招生老師）
04
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注：除了課堂，課間，課外答疑解惑，培訓(xùn)完畢后會(huì)統(tǒng)一組織專門的時(shí)間進(jìn)行答疑解惑，幫助學(xué)員解決疑難問題
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展開 混凝土知識(shí)大全，看完就是半個(gè)專家！關(guān)于混凝土，看這里就夠了！
這是由于滲透到混凝土中的水分受凍結(jié)冰后，體積膨脹9%，使混凝土內(nèi)部的孔隙和毛細(xì)管受到相當(dāng)大的壓力，如果氣溫升高，冰凍融化，這樣反復(fù)地凍融，混凝土最終將遭到破壞。混凝土的抗凍性用抗凍標(biāo)號(hào)F表示。如受凍融的試塊強(qiáng)度與未受凍融的試塊強(qiáng)度相比，降低不超過25%，便認(rèn)為抗凍性合格。抗凍標(biāo)號(hào)以試塊所能承受的最大反復(fù)凍融循環(huán)次數(shù)表示。根據(jù)凍融循環(huán)次數(shù)，混凝土抗凍標(biāo)號(hào)一般分為：F15、F25、F50、F100、F150和F200。
抗侵蝕性：指混凝土在各種侵蝕性液體和氣體中，抵抗侵蝕的性能。對(duì)混凝土起侵蝕作用的介質(zhì)主要是硫酸鹽溶液、酸性水、活動(dòng)和或帶水壓的軟水、海水、堿類的濃溶液等。
耐熱性：指混凝土在高溫作用下，內(nèi)部結(jié)構(gòu)不遭受破壞，強(qiáng)度不顯著喪失，具有一定化學(xué)穩(wěn)定性的性能。
為什么混凝土有自然養(yǎng)護(hù)和蒸汽養(yǎng)護(hù)
自然養(yǎng)護(hù)即是混凝土在自然條件下(溫度不低于+5℃，濕度90～100%)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。如前所述，在自然養(yǎng)護(hù)溫度下強(qiáng)度增長極慢，7d的齡期僅能得到28d(混凝土28天后的強(qiáng)度)30~70%，要保證拆模強(qiáng)度和出廠強(qiáng)度則需要較長的時(shí)間。這就會(huì)延長整個(gè)生產(chǎn)過程的循環(huán)時(shí)間，同時(shí)要求配有大量的模板設(shè)備和占用大量的生產(chǎn)面積，增加基建投資。為了加快混凝土強(qiáng)度的增長速度就可采用蒸汽養(yǎng)護(hù)，利用蒸汽加熱混凝土，使混凝土在較高溫度(70~90℃)及較高濕度(約90%以上)的條件下迅速硬化。但是在氣候比較光明日溫暖的地區(qū)仍然是適于采用自然養(yǎng)護(hù)的。這樣可以節(jié)約燃料和相應(yīng)的一套設(shè)備投資，降低成本。
什么是混凝土的和易性
混凝土的和易性是指混凝土混合料的成份能不能保持均勻，以及在生產(chǎn)操作時(shí)是不是容易澆灌、振搗的性能。
混凝土的和易性是一項(xiàng)綜合指標(biāo)。它包括混凝土的流動(dòng)性、粘聚性和保水性三個(gè)內(nèi)容。
展開 comsol學(xué)習(xí)內(nèi)容您一定會(huì)感興趣
-水-力多場耦合模型（案例七）
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l 如何通過熱-水-力耦合實(shí)現(xiàn)凍融過程
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l 凍融過程的邊界條件設(shè)置
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? 第九講： COMSOL在混凝土耐久性方面運(yùn)用
n 2-D混凝土多相細(xì)觀骨料模型實(shí)現(xiàn)
l 研究細(xì)觀骨料模型的意義
l MATLAB中骨料模型的建立(無開裂和開裂)
l MATLAB與COMSOL的實(shí)時(shí)連接
l 如何將MATLAB中生成的幾何模型導(dǎo)入COMSOL
? 細(xì)觀混凝土中氯離子擴(kuò)散的COMSOL實(shí)現(xiàn)
l COMSOL中稀物質(zhì)傳遞模塊
l 氯離子傳輸?shù)目刂品匠?l 氯離子擴(kuò)散過程的邊界條件和初始條件設(shè)置
l 普通混凝土和開裂混凝土中氯離子濃度分布對(duì)比
? 細(xì)觀混凝土中濃度場與反應(yīng)場耦合
l 研究氯離子結(jié)合的意義
l 稀物質(zhì)傳遞模塊結(jié)合項(xiàng)的設(shè)置
? 裂紋自愈合條件下混凝土中氯離子擴(kuò)散-結(jié)合的COMSOL實(shí)現(xiàn)
l 研究裂紋自愈合的工程意義
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展開 關(guān)于我國地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)易發(fā)性評(píng)價(jià)難點(diǎn)與方案的討論
目前影響風(fēng)化作用最為強(qiáng)烈的過程主要有凍融循環(huán)風(fēng)化和干濕循環(huán)風(fēng)化，那么衡量風(fēng)化的指標(biāo)就可以確定為季節(jié)溫差和干濕季節(jié)的降水量差異，特別是對(duì)于泥石流災(zāi)害，這也就解決了為什么泥石流在我國干旱河谷區(qū)特別集中，同時(shí)冰川泥石流在我國青藏高原東緣特別集中的現(xiàn)象。具體可以選擇冬春降水和夏季降水量的差異值作為干濕循環(huán)風(fēng)化的強(qiáng)度指標(biāo)，也可以參考春夏兩季的降水差異。凍融循環(huán)風(fēng)化則可以在高寒山區(qū)選擇冬季和夏季的溫差作為指標(biāo)來進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和研究。
4 影響地質(zhì)災(zāi)害的人類活動(dòng)指標(biāo)
從現(xiàn)有的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果來看，以四川為例，東部的丘陵山區(qū)地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)的分布很難在圖上一目了然地看出災(zāi)害隱患點(diǎn)的分布規(guī)律，這些隱患點(diǎn)的分布受人類活動(dòng)的影響十分顯著。如四川遂寧市的船山區(qū)隱患點(diǎn)的發(fā)育與房屋的建設(shè)面積比例相關(guān)。而諸多的滑坡和崩塌災(zāi)害隱患點(diǎn)與道路的建設(shè)有關(guān)。目前有關(guān)人類活動(dòng)對(duì)災(zāi)害影響的指標(biāo)主要有與道路的距離和房屋的面積等。與構(gòu)造活動(dòng)對(duì)地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)的影響類似，采用災(zāi)害隱患點(diǎn)與道路的距離作為指標(biāo)存在諸多的不確定性，如樟木滑坡，滑坡體上諸多的公路穿越，那么用哪一段公路作為標(biāo)準(zhǔn)來確定滑坡與公路的距離呢？
▲ 西藏聶拉木樟木滑坡（來源于Google Earth 影像）
建議采用滑坡區(qū)域內(nèi)公路總里程或公路總面積與滑坡面積的比值，即單位面積坡體的公路長度密度作為道路對(duì)地質(zhì)災(zāi)害影響的指標(biāo)科學(xué)合理且具有可操作性。而對(duì)于坡耕地則可以采用單位面積的斜坡區(qū)擁有坡耕地面積的多少為指標(biāo)來衡量。房屋建設(shè)則可以采用斜坡區(qū)房屋的面積的比例作為指標(biāo)作為風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的參數(shù)進(jìn)行。
▲安寧河流域照壁山滑坡體上的坡耕地
5 泥石流小流域的物源指標(biāo)
在諸多的泥石流小流域中，決定其災(zāi)害易發(fā)性的指標(biāo)中有地形地貌條件和物源兩類條件（降水用于危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)中）。
展開 關(guān)于混凝土的“十萬個(gè)為什么”
這是由于滲透到混凝土中的水分受凍結(jié)冰后，體積膨脹9%，使混凝土內(nèi)部的孔隙和毛細(xì)管受到相當(dāng)大的壓力，如果氣溫升高，冰凍融化，這樣反復(fù)地凍融，混凝土最終將遭到破壞。混凝土的抗凍性用抗凍標(biāo)號(hào)F表示。如受凍融的試塊強(qiáng)度與未受凍融的試塊強(qiáng)度相比，降低不超過25%，便認(rèn)為抗凍性合格。
抗凍標(biāo)號(hào)以試塊所能承受的最大反復(fù)凍融循環(huán)次數(shù)表示。根據(jù)凍融循環(huán)次數(shù)，混凝土抗凍標(biāo)號(hào)一般分為：F15、F25、F50、F100、F150和F200。
抗侵蝕性：指混凝土在各種侵蝕性液體和氣體中，抵抗侵蝕的性能。對(duì)混凝土起侵蝕作用的介質(zhì)主要是硫酸鹽溶液、酸性水、活動(dòng)和或帶水壓的軟水、海水、堿類的濃溶液等。
耐熱性：指混凝土在高溫作用下，內(nèi)部結(jié)構(gòu)不遭受破壞，強(qiáng)度不顯著喪失，具有一定化學(xué)穩(wěn)定性的性能。
為什么混凝土有自然養(yǎng)護(hù)和蒸汽養(yǎng)護(hù)？
自然養(yǎng)護(hù)即是混凝土在自然條件下(溫度不低于+5℃，濕度90～100%)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。
如前所述，在自然養(yǎng)護(hù)溫度下強(qiáng)度增長極慢，7d的齡期僅能得到28d(混凝土28天后的強(qiáng)度)30~70%，要保證拆模強(qiáng)度和出廠強(qiáng)度則需要較長的時(shí)間。這就會(huì)延長整個(gè)生產(chǎn)過程的循環(huán)時(shí)間，同時(shí)要求配有大量的模板設(shè)備和占用大量的生產(chǎn)面積，增加基建投資。
為了加快混凝土強(qiáng)度的增長速度就可采用蒸汽養(yǎng)護(hù)，利用蒸汽加熱混凝土，使混凝土在較高溫度(70~90℃)及較高濕度(約90%以上)的條件下迅速硬化。但是在氣候比較溫暖的地區(qū)仍然是適于采用自然養(yǎng)護(hù)的。
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⑵不同配比灰土試件，7天無側(cè)限抗壓強(qiáng)度在1.0mpa左右；而不同配比水穩(wěn)試件7天無側(cè)限抗壓強(qiáng)度在4～7mpa之間（采用325號(hào)普通水泥，水泥摻量5%～6%）
⑶不同配比灰土試件經(jīng)幾次凍融循環(huán)后，抗壓強(qiáng)度幾乎沒有；而摻有水泥和粉煤灰的不同配比的水穩(wěn)試件，經(jīng)10次凍融循環(huán)后，仍可測得一定的強(qiáng)度。
通過觀測、分析不同配比的灰土基層板體性教差，干縮、溫縮系數(shù)大，這樣的基層表層受水浸泡后強(qiáng)度降低，在行車荷載反復(fù)作用下，容易被面層材料啃噬成粉末狀，極易被滲進(jìn)的水混合成泥漿流走，逐漸使面層脫空，造成油面沉陷、龜裂、脫落，這就是瀝青路面病害產(chǎn)生的主要原因。而由水泥、粉煤灰、碎石、砂、石屑等組成的水穩(wěn)基層，具有強(qiáng)度高、面層薄、板體性、水穩(wěn)定性、抗凍性好等特性，正好彌補(bǔ)了灰土基層的缺陷，從而大大提高瀝青混凝土道路的使用壽命。
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展開 青藏鐵路建設(shè)中凍土工程結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性研究
青藏公路的長期研究和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，地下冰是影響凍土路基穩(wěn)定的最為重要的影響之一，是產(chǎn)生凍融災(zāi)害或者不良凍土現(xiàn)象的根本問題。地下冰最為集中分布在多年凍土上限附近，修筑路堤后引起多年凍土上限變化，其結(jié)果就會(huì)造成地下冰融化，導(dǎo)致路基產(chǎn)生融化下沉破壞。對(duì)于橋涵、路塹、高邊坡等工程建筑物，高含冰量凍土的影響的極為關(guān)鍵的問題。
多年凍土區(qū)工程一般采取保護(hù)凍土、控制融化速率和允許融化三種設(shè)計(jì)原則，青藏鐵路試驗(yàn)工程基本考慮了上述三種設(shè)計(jì)原則，這些設(shè)計(jì)原則合理性必須通過工程實(shí)踐來驗(yàn)證。在低溫多年凍土區(qū)，采用保護(hù)凍土原則，必須通過路基穩(wěn)定性變化驗(yàn)證路基合理高度的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和依據(jù)。控制融化速率的工程結(jié)構(gòu)措施更是須經(jīng)工程實(shí)踐的檢驗(yàn)，才能推廣使用。因此根據(jù)不同的地層、地溫條件和凍土類型確定具有典型性的試驗(yàn)工程地段，針對(duì)設(shè)計(jì)、施工中急需解決的關(guān)鍵技術(shù)問題組織試驗(yàn)研究，對(duì)可能采用的新結(jié)構(gòu)、新材料和新工藝進(jìn)行驗(yàn)證性試驗(yàn)研究，檢驗(yàn)其在青藏高原多年凍土區(qū)的適應(yīng)性和可靠性。
三、國內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢
由于青藏高原特殊的自然地理環(huán)境和高原多年凍土凍融災(zāi)害問題， 使寒區(qū)工程修建具有復(fù)雜性和困難性。特別是青藏鐵路修建正在面臨著凍土環(huán)境與工程間的相互作用問題。盡管如此，世界上在多年凍土地區(qū)仍修筑了很多鐵路干線。俄羅斯曾在西伯利亞多年凍土地區(qū)修筑鐵路工程。本世紀(jì)20-30年代，俄羅斯在多年凍土地區(qū)修筑鐵路，60-70年代達(dá)到高潮，1800公里以上的鐵路干線有七條。其中最著名的是第一條橫貫西伯利亞大鐵路。它是世界上最長的連貫鐵路，全長9446公里。從莫斯科到符拉迪沃斯托克，此線跨越多年凍土區(qū)2200公里以上。70年代末期建成的新西伯利亞鐵路則通過多年凍土帶3400公里以上。目前正在修建向北延伸的二條鐵路，幾乎全部是在多年凍土地區(qū)。
展開 熱點(diǎn)關(guān)注 | 關(guān)于地質(zhì)災(zāi)害防治需要關(guān)注的幾個(gè)問題
（四）要堅(jiān)持深入認(rèn)識(shí)和把握當(dāng)?shù)貐^(qū)域地質(zhì)條件和地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生發(fā)展規(guī)律
地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，主要受地質(zhì)條件控制，多因地震、降水、凍融和人類工程活動(dòng)影響而誘發(fā)。開展地質(zhì)災(zāi)害防治，必須深入了解當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件，認(rèn)真分析地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生發(fā)展的規(guī)律。
比如，在花崗巖地區(qū)，地表常覆蓋有厚度僅數(shù)米甚至幾十厘米的松散風(fēng)化層，與下伏堅(jiān)硬花崗巖具有截然不同的兩種力學(xué)性質(zhì)，雖然地表林草茂盛，看似巖土體穩(wěn)定，實(shí)則上下兩層皮，一旦地表因降水等因素而浸泡軟化，就極有可能發(fā)生滑動(dòng)。這是福建等地許多地方出現(xiàn)垮塌和小型滑坡的主要原因，需要特別加強(qiáng)斜坡排水和工程護(hù)坡。
再比如，在斜坡地帶，順向坡的危險(xiǎn)要遠(yuǎn)大于逆向坡。對(duì)順向坡，只要坡腳不穩(wěn)、懸空，就有可能滑動(dòng)；只要有人工切坡，就必須采取相應(yīng)加固措施。而對(duì)逆向坡，則需主要關(guān)注構(gòu)造切割和巖石破碎等情況。還有黃土因降水、凍融、地下水位抬高等因素而失穩(wěn)垮塌、滑動(dòng)等。
降水是引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的最主要自然因素。降水時(shí)間越長，巖土體就越容易被浸泡軟化。雨量越大，沖擊沖刷力就越強(qiáng)。這些都是地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)頻發(fā)的重要時(shí)段。過去，我們更多關(guān)注的是“七下八上”。后來，發(fā)展到整個(gè)汛期。現(xiàn)在，甚至擴(kuò)展到全年。這主要是因?yàn)樘鞖鈿夂虻淖兓貏e是雨(雪) 水線的北移和極端氣候事件的頻發(fā)。今年的河南大雨為我們敲響了警鐘。特大暴雨和雪體凍融，將對(duì)黃土地區(qū)和坡殘積物堆積體的穩(wěn)定性構(gòu)成嚴(yán)重威脅。排水、防止雨（雪）水下滲是防治地質(zhì)災(zāi)害的最基本手段，一定要高度重視。
不合理的人類工程活動(dòng)是誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的重要因素。20 世紀(jì)90 年代初，甚至很少有人知道地質(zhì)災(zāi)害這個(gè)名詞。以后，地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的數(shù)量越來越多。除了地震、極端氣候事件等自然因素的影響之外，工程活動(dòng)是重要誘發(fā)因素之一。過去，社會(huì)生產(chǎn)能力有限，很少在山區(qū)大興土木。
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