[00120302]高寒深季节冻土区边坡挡土结构土压力计算方法

①课题来源与背景 我国季节冻土或多年冻土广泛分布,但冻土特殊的物理力学特性是我们在工程中面临的重要问题之一。挡土结构作为边坡工程建设中防控滑坡发生的重要组成部分,同样经受着不良地质条件和复杂气候变化的影响。土压力和冻胀力在春暖融冻季节和冬天严寒季节的交替循环作用,是冻土地区挡土结构所受荷载作用区别于其他地区挡土结构荷载作用的一个主要特点。我国现行规范在寒区挡土结构土压力计算方法方面尚缺乏有效的技术细节,本质上仍为延续传统的朗金、库伦理论的思路,致使实际操作带有较大的盲目性,很可能造成寒区新修建的一些支挡结构成为加固的对象。因此,为了能顺利的进行工程建设,必须对冻土及其工程构筑物相互作用的一系列工程冻土学理论和实践问题作出解答,全面了解挡土结构物土压力的分布特征、土压力与冻胀融沉水平的关系,从而优化设计参数,以确保寒区边坡工程的稳定性、耐久性及工程经济合理性。 基于以上,在黑龙江省自然科学基金委的资助下开展考虑冻融循环作用的边坡挡土结构土压力计算方法的研究。 ②技术原理及性能指标; 冻结期,存在土的冻胀力与静止土压力对边坡挡土结构的联合作用,并且在土性一定条件下,冻胀力又是土的初始含水量、负温（冻结温度）、冻结时间的函数。春融期,融冻作用造成冻土原有的稳定冻结结构发生显著破坏,导致土的强度与稳定性大幅度降低,因而作用于边坡挡土结构上的土压力显然不同于非冻土条件,此外融冻作用还将产生一定作用于挡土结构上的孔隙水压力。因此,计算季节冻土区作用于挡土结构上的土压力,考虑了初始含水量,冻融循环次数、冻结及融冻温度等影响因素。 ③技术的创造性与先进性 研究涉及两个主要方面,即冻融作用使土体物理、力学性能变化以及冻土区挡土结构土压力的计算方法。目前,国内外诸多学者在冻融作用对土的工程性质影响方面的研究取得了一定的成果,但较为零散,且以试验研究为主,在非冻土区挡墙土压力计算研究方面取得了丰硕研究成果,然而,较少关于高寒深季节冻土区挡土结构土压力计算方法的研究。本研究在此研究领域取得了一定的成果,在一定程度上填补了国内研究空白。 ④技术的成熟程度,适用范围和安全性; 本课题研究揭示了挡土墙在冻融作用下的变形和内力规律,提出了季节冻土区挡土墙土压力计算模型,从理论上完成了季节性冻土区冻融循环与热－力耦合作用下挡土墙受力与变形规律研究,对于越冬挡土墙的支护方案优化具有理论和应用价值。 ⑤应用情况及存在的问题; 因为该成果尚存在一些理论和技术细节需要进一步研究,所以尚未投入应用。