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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 总被引：1，自引：0，他引：1
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著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、 效果更加显著、 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。 相似文献
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多年冻土区桩基温度场研究 总被引：5，自引：1，他引：4
为了解决多年冻土区桥梁桩基浇筑混凝土对冻土层地温的影响，把握后续工程施工，需要对多年冻土区桩基温度场进行认真分析与研究。结合冻土桩的特点，根据冻融循环条件下土体热量迁移的基本规律，基于多孔介质和热力学理论，建立了多年冻土区桩基温度场控制方程。该控制方程不仅包括了热传导和相变潜热对温度分布的影响，而且考虑了混凝土水化热的释放规律，并将研究成果与的西藏某大直径灌注桩温度场现场试验结果进行对比分析。结果表明：所建立的冻土区桩基温度场控制方程计算结果与实测结果吻合较好。在此基础上，应用该模型作数值分析，着重分析了不同深度处桩侧土层温度随时间变化规律和混凝土浇注后不同时期温度沿桩径方向的变化规律，于解决西部多年冻土地区公路运营安全和行车性能，准确掌握多年冻土地区已建桥涵和新建桥涵基础稳定性，具有非常重要的理论和实际意义。 相似文献
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《岩土力学》2015,(Z2):478-484
冻土与普通的土体相比具有独特的工程性质。在冻土地区进行桩基础施工后,桩和周围土体在冻土地温及大气温度的作用下逐渐回冻,回冻过程中在冰的胶结作用下桩与周围土体联结成整体共同承受外荷载作用。为了研究回冻前后桩基的承载力变化及变形性质,在大兴安岭地区浇筑了2根15 m试验桩,试验桩中布设了温度监测系统,采集了桩基回冻过程中的温度数据。根据温度监测结果在桩基回冻前后进行了自平衡静载试验,研究了回冻前后桩基承载力、各土(岩)层的侧摩阻力及桩端阻力。研究结果表明,桩基回冻后冻土地温保持在-1.9℃桩基的承载力是回冻前承载力的1.42倍;端阻力是回冻前的1.49倍为964 k N,占桩基承载力的12.98%;各土(岩)层的侧摩阻力均有所增长,平均增长率为40.3%。研究结果可为类似冻土条件下的桩基设计及施工提供理论依据。 相似文献
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不同成桩工艺条件下冻结粉土中基桩承载性状试验研究 总被引：1，自引：1，他引：0
桩基础作为冻土工程中最适宜的基础形式,主要采用插入桩、静压桩和灌注桩三种桩型,因其成桩工艺不同对冻土地基及桩基自身造成的差异不一。为研究不同成桩工艺对冻土地基及基桩承载性状的影响,通过开展室内-1.5 ℃条件下单桩静载模型试验,分析在冻结粉土中不同成桩工艺对地温场、桩基极限承载力、桩身轴力以及桩侧摩阻（冻结力）的影响规律。试验结果表明：灌注桩对桩周地温场扰动剧烈,桩侧温度较高,地温变化幅度大。随着桩周土体的回冻,地温逐步降低,其中灌注桩桩侧降温速率最大;在承载力方面,2根灌注桩的极限承载力约为12.8 kN,静压桩为11.6 kN,插入桩极限承载力最小,仅为钻孔灌注桩的2/3。并对比4种不同成桩工艺的基桩在不同荷载条件下对应的沉降量,体现出成桩工艺对基桩沉降造成的差异性;随着桩顶荷载的逐级增加,桩侧摩阻（冻结力）和桩端阻力逐渐发挥作用,桩身上部1/3由于温度较低,致使桩侧摩阻（冻结力）较大,在10 cm深度附近温度最低,使桩侧摩阻（冻结力）达到最大值;并对比4种不同成桩工艺的基桩在荷载5.6 kN下轴力沿桩身的传递情况,发现静压桩更易把荷载传递到冻土区深层地基。 相似文献
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青藏铁路多年冻土区电力杆塔热桩基础的降温效果分析 总被引：1，自引：0，他引：1
在热棒外围浇筑混凝土形成的热桩基础在冻土区电力杆塔中常被应用。热棒的工作功率随着大气温度、蒸发段土体温度的变化而变化。基于冻土传热学相关知识，结合青藏铁路望昆~不冻泉段电力杆塔基础的现场地温测试试验，建立热桩基础的三维有限元模型。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，运用迭代的方法进行热棒功率和桩周土体温度计算。计算结果表明：计算结果与实测结果吻合程度较高，能较好的模拟现场情况。热棒的功率呈非连续波浪式变化，受混凝土入模温度及水化放热的影响，初始阶段功率达到最大160.6 W，第2年的平均功率比第1年低7.0 W。热桩基础能够有效增加基础冷储量，最大降低桩侧土体地温2.1~3.0℃，年平均地温降低0.8~1.5℃，能缩短桩周土体回冻时间约34%，第30 a可提高冻土上限49 cm。 相似文献
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对于冻土工程而言, 基础热稳定性是决定工程稳定性及服役性能的关键. 为预测±400 kV青藏直流联网工程多年冻土区砼灌注桩基础的长期热稳定性, 建立了考虑相变问题的二维数值传热分析模型, 应用有限元方法研究了气候变暖背景下, 不同年平均地温、不同含冰量条件下灌注桩基础传热特性和长期热稳定性. 结果表明： 单桩对周围土体的热影响范围是桩径的4~5倍, 桩基周围融化深度随时间推移而增大, 在低含冰量的高温和低温冻土区桩基50 a后最大融化深度分别为6.65 m和3.05 m, 所对应的冻土上限平均融化速率分别为9.5 cm·a-1和3.6 cm·a-1;在高含冰量的高温和低温冻土区50 a后最大融化深度分别为5.25 m和2.77 m, 其冻土上限平均融化速率分别为6.7 cm·a-1和2.0 cm·a-1. 在气候变暖背景下, 桩基上部周围冻土逐渐升温、融化, 50 a后, 在低含冰量的高温冻土区桩基由于融化深度增大导致有效冻结长度减少28%, 在高含冰量的高温冻土区桩基的有效冻结长度减少15%, 桩侧冻结力随之相应减小. 该研究对于冻土区桩基长度设计、桩基工程的维护和冻土稳定性评价提供了重要的科学依据. 相似文献
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青藏高原多年冻土区地温年变化深度的变化规律及影响因素 总被引：1，自引：0，他引：1
地温年变化深度的准确判断对于多年冻土发育特征评估、寒区冻土模式下边界深度的确定具有重要意义.通过对青藏高原地区典型钻孔地温数据进行分析,初步揭示了多年冻土地温年变化深度的变化规律及其影响因素,并提出一种简化了地表和活动层状态影响的地温年变化深度估算方法.结果表明:研究区低温冻土的地温年变化深度平均值比高温冻土大4.6 m,随着冻土温度升高,地温年变化深度基本上呈减小趋势,部分低温冻土钻孔由于土层含水率过高导致地温年变化深度相对较小;由于活动层水热动态和冻融过程的影响,地温年变化深度与浅层(0.5 m)温度年较差相关性不显著,而与多年冻土上限附近温度年较差的大小呈显著正相关关系;地层介质的热扩散率差异是导致地温年变化深度区域差异和变化的主要原因,土层含水率、温度、质地以及水的相态是影响地层热物理性质重要因素. 相似文献
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针对广大寒区普遍存在的冻胀-融沉影响桩基承载力问题,以清水河大桥灌注桩为例,基于建立的饱和冻土水-热-力三场耦合模型及研发的3G2012软件系统,深入研究了温度变幅、桩和地基土的传导系数、导水系数、回冻时间等因素对其承载力的影响,揭示了其承载的内在热力学机理.结果表明:钻孔灌注桩承载力随温度发生波动变化,冬季桩基的极限承载力近似为夏季的1.2倍;地基的导水系数提高一个数量级,加剧了地基土中的水分迁移及冻胀融沉变形,进而影响桩基承载力;冻土回冻时间对桩基承载力也有较大影响.以上结论为寒区岩土工程的设计与施工提供量化的科学依据. 相似文献
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湿陷性黄土中成孔方式对桩基承载力影响试验研究 总被引：1，自引：0，他引：1
《岩土力学》2015,(10):2927-2933
为了研究黄土地区成孔方式对桩基承载特性的影响,依托永寿至咸阳高速公路工程,对两个试验区4根试桩进行了静载试验,分析研究了不同成孔方式下桩基荷载传递规律。研究结果表明:成孔方式对桩基承载特性影响较大,黄土地区旋挖钻孔灌注桩承载力高于泥浆护壁循环钻孔灌注桩;循环钻孔灌注桩在成孔时需泥浆护壁,桩侧形成的泥皮会严重影响桩侧土体摩阻力的发挥,桩侧极限摩阻力值较小,桩端承担桩顶荷载比例较高;浸水后湿陷性黄土结构破坏,单桩承载力较原始状态有所下降;由于上覆黄土层湿陷量较小,浸水状态下桩侧土体并未产生负摩阻力。 相似文献
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软弱土及湿陷性黄土等地区桩基负摩阻力计算是桩基础设计与施工必须考虑的问题之一,目前针对群桩负摩阻力计算方面的研究相对较少。采用有效应力法计算单桩负摩阻力,基于极限平衡原理计算负摩阻力群桩效应系数,从而得到群桩负摩阻力计算公式。结合现场试验结果,对现浇X形桩群桩负摩阻力及桩身下拽力进行计算分析,并讨论了群桩基础中各基桩位置对桩身下拽力的影响,以及群桩效应系数随相关影响因素的变化规律。研究结果表明,文中计算结果与现场实测结果具有良好的一致性;地面堆载等级越高,群桩所受的桩身下拽力越大,且群桩效应系数随着桩间距的增大而增大,随着负摩阻力系数和中性点深度比的增大而减小。 相似文献
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Part of soil around cast-in-place pile will thaw because the heat of hydration produced by concrete during construction. In this paper soil upfreezing action to pile during refreezing process is analyzed, and the measures to the action are put forward. Furthermore, soil frictional forces to pile due to the thawing of part of soil around pile and the slowness of refreezing after construction is discussed and a rational method is suggested. 相似文献
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现浇X形桩桩-土荷载传递规律现场试验研究 总被引：1，自引：0，他引：1
现浇X形混凝土桩（简称X形桩）是为了更好地满足沿海、沿江软土地基处理应用而开发的一种新桩型。该新型桩具有比表面积大、侧向摩阻力高,施工便捷,经济效益高等技术经济优势;但针对其在复合地基中桩-土荷载传递规律特性的研究却相对较少。结合某污水处理厂软基处理工程,开展了X形桩复合地基中桩-土荷载传递规律的现场试验,测得了荷载-沉降关系,桩-土荷载分担比、桩-土应力比,以及桩身轴力等发展情况,分析了不同工况下复合地基中桩-土协调相互作用和中性点位置规律;并将等混凝土用量圆形桩和X形桩的单桩静载荷试验作为对比分析。研究结果表明,本文试验条件下复合地基中X形桩桩侧正、负摩阻力转化发生在0.2倍桩长处,桩侧正摩阻力最大值约为其负摩阻力最大值的140 %;相同桩长情况下桩-土应力比随竖向荷载等级增长速率随桩间距的增加而减小。 相似文献