人工冻土单桩桩土体系水分迁移及冻胀特性的试验研究

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1、公开—ＴＵ４３２：中图分类号：密级ＵＤＣ：：本校编号讀Ｗ义遠义聲硕±学位论文论文题目：人王冻上单植枝上体系水分迁移及冻胀棘，性的试验研究０２１２２７７研究生姓名；：胡渊学号：王旭职称：教授学校指导教师姓名＿工道路与铁道Ｘ程申请学位等级：学硕壬专业：２０１５．０４１５．０６论文提交日期论文答辩日期：２０；独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作巧取得的研究成果，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研

2、，除了文中特别加Ｗ标注和致谢之处外。究成果，也不包含获得兰州交通大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。６月巧学位论文作者签名；签字円期：诚始円学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解兰州交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权兰州巧通大学可将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编Ｗ供查阅和借阅。同意学校向国家有关部口或机构送交论文的复印件和

3、磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：：棚州导师签名■２［１斯＾签字円期６Ｃ５签月ＩＲ；＾年月円字円年！＾ｒ硕士学位论文人工冻土单桩桩土体系水分迁移及冻胀特性的试验研究ExperimentalStudyonArtificialFrozenSoilMoistureMigrationoftheSinglePile&SoilSystemandtheFrostHeaveProperties作者姓名：胡渊学科、专业：道路与铁道工程学号：0212277指导教师：王旭完成日期：2

4、015.4兰州交通大学LanzhouJiaotongUniversity兰州交通大学硕士学位论文摘要随着国家对寒区基础设施建设的增多和投资力度的加大，冻土区工程项目大规模开展，然而由于冻土特殊的工程性质，冻土区的工程难度和病害问题也逐渐凸显出来。工程施工对多年冻土的热扰动和回冻过程中的温度、水分等的变化，给现场桩基的承载力、沉降带来影响，给工程设计和施工提出了挑战。同时，冻土的水分迁移研究也逐渐成为近年来国内外学者比较感兴趣的热门课题。为了探讨不同桩周土桩土界面水分迁移规律及冰膜形成机理问题，本文自行开发了一套测试非

5、饱和土体冻结过程的水分迁移的装置和简易方法，通过室内模型试验和数值模拟来研究不同桩周土体、不同桩土体系下冻融阶段桩周土体温度的变化和回冻过程中，回冻到不同的温度，桩周土体各位置处含水率的变化规律以及在此封闭环境中桩周土体冻胀力和冻胀量的变化。论文的主要的研究成果包括以下几个方面：（1）以青藏铁路K1047的楚玛河桥梁桩基工程为背景，在室内以内嵌电热棒的缩尺模型桩通电发热来模拟现场钻孔灌注桩所产生的混凝土水化热，利用冻融循环的低温模型箱来提供低温环境，借助自制冻融试样模型箱和实验室的温度传感器、温度巡检仪、机电百分表、

6、土压力盒、NV2312N无线静态应变测试仪等试验仪器，设计组装不同桩周土桩土界面水分迁移室内模型试验装置。（2）不同桩周土桩土界面水分迁移的室内模型试验采用三种工况，分别是兰州黄土、中细砂和上层黄土下层中细砂。通过温度监测得到冻结、融化、回冻阶段桩周土的温度变化；通过在不同的回冻温度-0.5℃、-1℃、-1.5℃、-2℃、-2.5℃下分别提取模型箱，对土体进行切片，测试不同位置的含水率，总结不同桩周土体水分迁移规律。通过对每一工况回冻至-2.5℃的模型进行冻胀力和冻胀量的测试，得出不同桩周土的冻胀规律。（3）本文通过

7、室内模型试验研究冻土冻融、回冻过程中温度场和水分场的变化。采用ABAQUS软件，对模型试验依托的实际工程的现场温度场进行有限元分析，对浇筑桩基混凝土所产生的水化热造成土体热扰动过程中温度场的变化进行分析，可以用于指导工程实践。本文通过自行设计模型试验方案，对不同桩周土体的三种工况室内模型试验进行测试。对现场的温度场进行有限元软件模拟，得到一些不同桩周土水分迁移过程中温度和水分变化的规律，对深入研究冻土桩土体系多场耦合问题提供参考。关键词：冻土；水分迁移；模型试验；数值模拟论文类型：应用研究-I-人工冻土单桩桩土体系水

8、分迁移及冻胀特性的试验研究AbstractAlongwiththeincreaseofconstructionandtheenlargementofinvestmentoffoundationengineeringincoldreligion,constructiondifficultyanddiseaseproblemsarebecoming