多年冻土区浅埋建筑物水平冻胀力的理论研究

• 作 者: 张国光
• 发表日期: 2014年01期
• 关键词: 多年冻土区 浅埋建筑物 水平冻胀力 热-力耦合

摘要：多年冻土区工程建筑物常遭受冻结土体所产生的水平冻胀力而被破坏,由此引起的冻害严重影响了建筑物的服役性能。本文通过对既有研究成果的收集,分析了水平冻胀力的形成机理和影响因素,并采用有限单元法计算了多年冻土区浅埋建筑物水平冻胀力的发展和分布规律,得出结论：(1)温度、土质、含水率对水平冻胀力有显著性影响,且含水率的影响最为显著,同时温度、土质、含水率对水平冻胀力具有明显的交互影响作用。(2)多年冻土区浅埋建筑物处于双向冻结状态,其温度场是由建筑物的埋深和结构形式共同决定,且不同埋深和结构形式的建筑物中部温度场相互差异较大。(3)对于刚度较大的浅埋建筑物,水平冻胀力上部最大,沿埋深有减小的趋势,埋深1/3～1/2位置减小最剧烈,埋深中部达最小值。对于刚度较小的浅埋建筑物,水平冻胀力上部最小,沿埋深有增大的趋势,中部达最大值。(4)不同结构形式浅埋建筑物的水平冻胀力沿埋深的分布形式基本一致,埋深中部数值差别较大,上部和底部数值相差较小。同种结构形式不同埋深建筑物的水平冻胀力沿埋深的分布形式基本相同,埋深中部数值差别较大,上部和底部数值基本相同。(5)水平冻胀力发展过程可分为四个阶段,即形成阶段-急速增长阶段-缓慢增长阶段-衰减阶段。