重大工程地基土冻胀安全评价技术

技术来源

       国家计划 。

技术简介

       该技术通过重大工程地基土粒径分析， 响应其补水方式和粒径分布特征， 提出了冻融补水新 方法， 研发了冻融试验补水装置及碎石土大型冻胀测试系统， 突破了粒径大于 10cm 的碎石土冻 胀测试技术， 开展了不同粒径尺度下地基土冻胀评价， 给出了四要素的土体冻胀权重值， 建立了 重大工程地基土冻胀预警系统 。解决了粗粒土冻胀试验及评价技术不足的问题， 冻融试验补水方 法不能很好模拟客观实际的问题， 重大工程地基土冻胀灾害预警及可视化显示的问题 。

技术指标

     （1） 土体粒径 。研发一种用于粗粒土大型冻胀试验系统， 突破土体粒径至 10cm 的碎石土冻 胀评价， 揭示了细粒含量从 5%到 50%的粗粒土在冻结过程中温度场 、水分场， 冻胀量的演变 规律 。

（2） 补水方式 。模拟普遍冻融补水方式， 实现三向冻结封闭系统 、三向冻结开放系统和单向 冻结自然补水系统下冻胀变形监测的试验， 其中单向冻结自然补水系统下无梯度补水和有梯度补 水下试样含水率分别增加约 0. 6%和 1. 5% ，更符合实际 。

（3） 冻胀影响权重占比及预警 。 给出了土质条件 、含水率 、温度及压实度对冻胀的影响权 重 ，分别为 0. 47、0. 21、0. 18和 0. 14，构建了冻胀预警系统， 预测了气温变化下不同深度地基 土的冻胀风险 。

应用范围及前景

       适用于补水条件复杂的季冻区渠道工程 、大坝工程 、建筑工程 、道路工程及滑雪场馆等涉及 的各类地基土 。可向地基土含量组成 、补水环境 、地质条件更加复杂的工程推广， 探索在特殊土 类冻胀评价中的适用性 。

       该技术应用前景广阔 。可应用于渠道 、大坝和道路工程等地基， 可实现不同细粒含量粗粒土 在复杂冻融补水环境下的冻胀评价 ；应用于冬奥会滑雪场馆等建筑工程地基， 可突破粒径尺寸的 限制， 给出碎石土冻胀评价 ；应用于运营期工程， 可在冻胀评价的基础上， 利用影响因素权重分 析和冻胀预警系统， 实现冻胀风险评估 。

持有单位： 黑龙江省水利科学研究院

单位地址： 黑龙江省哈尔滨市南岗区延兴路78号

联  系  人： 王淼

联系方式： 18686878344