季节冻土层与人工冻结壁相互作用机制

依据相似准则进行室内季节冻土层与人工冻结壁共同工作围护体系的破坏试验，确定破坏机制与约束效果。运用传热学、冻土粘弹塑力学等理论，在季节冻土层地温、约束作用可变条件下，得到冻结壁的非均匀温度场、冻结壁内塑性区动态发展规律、壁外侧土压力沿深度变化规律，建立该体系水、热、力耦合空间模型，编制相关程序，数值分析不同气温、冻土层厚度、土质条件、水文地质条件、季节冻土层对冻结壁上端部的约束效果，冻结壁厚度减小趋势。与无季节冻结层约束的冻结壁水平位移、变形、以壁内冻结管为中心的温度场非均匀程度进行对比分析，建立有约束条件的人工冻结壁设计理论。利用破坏试验的位移、温度等实测数据对理论进行完善。本研究成果利用地壳天然冻土层，对传统的直立板墙自由边界计算模型给与创新。为明显降低冻结壁厚度提供了科学依据，在理论上形成新的计算体系，对进一步提高围护结构工程的安全度、降低经济造价具有重要的实际意义和广阔的应用前景。