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青藏铁路多年冻土区桥梁工程关键技术研究
| 论文题名： | 青藏铁路多年冻土区桥梁工程关键技术研究 |
| 关键词： | 青藏铁路;多年冻土区;桥梁工程;桩基稳定 |
| 摘要： | 本文借鉴已有研究成果通过室内试验及现场实验，从热学、材料学及工程结构性能上对混凝土性能的特殊要求开展研究；通过现场试验和数据分析及有限元计算从热学、力学及工程可靠性上对青藏铁路多年冻土地区桥梁工程桩基的承载特性开展研究。主要的研究内容和研究成果包括： (1)青藏高原严酷的自然条件要求混凝土具有耐久性，施工条件和施工工期要求混凝土必须在环境低温条件和冻土低温条件下具有早强能力，这是冻土区桥梁桩基结构达到预计设计强度必须研究的内容。研究青藏高原环境对混凝土性能的特殊要求，根据配合比设计原则，结合现场原材料及室内实验，确定了低温早强耐久性混凝土的配合比，并完成了应用实验，用于现场实际施工；研究混凝土的养护技术和工艺以及混凝土施工温度的控制工艺，保证低温早强混凝土的质量，提高低温早强混凝土的耐久性。 (2)研究和分析青藏铁路多年冻土区550km范围内冻土的分布特征(包括融区分布特征)、冻土的地温分区特征和冻土的含冰量特征；了解多年冻土上限在不同地温分区、不同地形地貌条件下的变化特征。在此基础上进一步研究冻土温度特征和含冰量特征对冻土中桩基冻结力影响及形成承载力的影响，研究多年冻土上限对桩基承载力的影响。 (3)研究多年冻土中竖向受荷单桩的工作机理，采用自平衡测试技术完成基桩静载荷试验及分析。气温变化导致的多年冻土地温升高可能对桥梁桩基承载力形成的影响，设计理论和设计原则对这种影响应有所安全考虑。青藏铁路建设的工期要求对冻土区桩基设计理论和桩基施工工艺提出了进一步要求，根据工期要求进行施工工艺研究。 (4)对基桩回冻过程的现场实测研究，得出桩体内温度的空间分布和历时变化规律；研究土体回冻规律，确定地基土恢复到0℃以下所需的时间。建立桩土共同作用下温度场的二维有限元计算模型，分析桩体内及桩周土的温度的空间分布和历时变化规律，用于指导现场施工。 (5)可靠的工程质量由先进的施工工艺作保证，冻土区桥梁桩基工程施工必须贯彻“冷却地基土体”的技术指导思想，在这一技术思想指导下，研究在多年冻土区旋挖钻机的适用性及成孔工艺，解决了冻土区桥梁桩基工程成孔速度慢、对冻土热扰动大的难题，保证了设计思想和设计意图的实现。 本文研究内容紧密结合青藏铁路冻土区工程实践，研究结论和成果直接应用于青藏铁路冻土区桥梁工程的施工，并取得显著的效果。 |
| 作者： | 张俊兵 |
| 专业： | 地质工程 |
| 导师： | 朱元林 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 兰州大学 |
| 学位年度： | 2005 |
| 正文语种： | 中文 |
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