全球气候变暖背景下,多年冻土升温(退化)会显著改变桩周土体的力学特性,进而影响桥梁桩基础的竖向承载力。为探究多年冻土退化背景下桥梁桩基础的竖向承载特性,并分析不同多年冻土层厚度条件下参数变异性对桥梁桩基础竖向承载力可靠度的影响,以青藏铁路高承台桩基础为研究对象,首先通过室内试验研究多年冻土退化对竖向荷载作用下桩基础破坏模式和承载力的影响特征,其次结合随机响应面法(SRSM),建立考虑不同多年冻土层厚度条件下参数变异性的桩基础竖向承载力有限元分析模型,开展了160、100和0 cm(融土条件)多年冻土层厚度3种工况下的桩基础竖向承载力可靠度分析。结果表明:随着多年冻土退化,桩基础的破坏模式从承载强度破坏转变为桩身沉降失效;土体参数的变异性导致桩基础承载力变化具有显著的离散性,且离散程度随着多年冻土退化程度的增加而增大。在160、100 cm多年冻土层及融土条件下,基于随机性分析的最大沉降量分别为确定性分析的56.25%、85.76%和122.39%;此外,相较于160 cm多年冻土层,100 cm多年冻土层和融土条件下桩基础承载力的失效概率分别增加了18.95%和39.64%。因此,多年...
全球气候变暖背景下,多年冻土升温(退化)会显著改变桩周土体的力学特性,进而影响桥梁桩基础的竖向承载力。为探究多年冻土退化背景下桥梁桩基础的竖向承载特性,并分析不同多年冻土层厚度条件下参数变异性对桥梁桩基础竖向承载力可靠度的影响,以青藏铁路高承台桩基础为研究对象,首先通过室内试验研究多年冻土退化对竖向荷载作用下桩基础破坏模式和承载力的影响特征,其次结合随机响应面法(SRSM),建立考虑不同多年冻土层厚度条件下参数变异性的桩基础竖向承载力有限元分析模型,开展了160、100和0 cm(融土条件)多年冻土层厚度3种工况下的桩基础竖向承载力可靠度分析。结果表明:随着多年冻土退化,桩基础的破坏模式从承载强度破坏转变为桩身沉降失效;土体参数的变异性导致桩基础承载力变化具有显著的离散性,且离散程度随着多年冻土退化程度的增加而增大。在160、100 cm多年冻土层及融土条件下,基于随机性分析的最大沉降量分别为确定性分析的56.25%、85.76%和122.39%;此外,相较于160 cm多年冻土层,100 cm多年冻土层和融土条件下桩基础承载力的失效概率分别增加了18.95%和39.64%。因此,多年...
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全球气候变暖背景下,多年冻土升温(退化)会显著改变桩周土体的力学特性,进而影响桥梁桩基础的竖向承载力。为探究多年冻土退化背景下桥梁桩基础的竖向承载特性,并分析不同多年冻土层厚度条件下参数变异性对桥梁桩基础竖向承载力可靠度的影响,以青藏铁路高承台桩基础为研究对象,首先通过室内试验研究多年冻土退化对竖向荷载作用下桩基础破坏模式和承载力的影响特征,其次结合随机响应面法(SRSM),建立考虑不同多年冻土层厚度条件下参数变异性的桩基础竖向承载力有限元分析模型,开展了160、100和0 cm(融土条件)多年冻土层厚度3种工况下的桩基础竖向承载力可靠度分析。结果表明:随着多年冻土退化,桩基础的破坏模式从承载强度破坏转变为桩身沉降失效;土体参数的变异性导致桩基础承载力变化具有显著的离散性,且离散程度随着多年冻土退化程度的增加而增大。在160、100 cm多年冻土层及融土条件下,基于随机性分析的最大沉降量分别为确定性分析的56.25%、85.76%和122.39%;此外,相较于160 cm多年冻土层,100 cm多年冻土层和融土条件下桩基础承载力的失效概率分别增加了18.95%和39.64%。因此,多年...
全球气候变暖背景下,多年冻土升温(退化)会显著改变桩周土体的力学特性,进而影响桥梁桩基础的竖向承载力。为探究多年冻土退化背景下桥梁桩基础的竖向承载特性,并分析不同多年冻土层厚度条件下参数变异性对桥梁桩基础竖向承载力可靠度的影响,以青藏铁路高承台桩基础为研究对象,首先通过室内试验研究多年冻土退化对竖向荷载作用下桩基础破坏模式和承载力的影响特征,其次结合随机响应面法(SRSM),建立考虑不同多年冻土层厚度条件下参数变异性的桩基础竖向承载力有限元分析模型,开展了160、100和0 cm(融土条件)多年冻土层厚度3种工况下的桩基础竖向承载力可靠度分析。结果表明:随着多年冻土退化,桩基础的破坏模式从承载强度破坏转变为桩身沉降失效;土体参数的变异性导致桩基础承载力变化具有显著的离散性,且离散程度随着多年冻土退化程度的增加而增大。在160、100 cm多年冻土层及融土条件下,基于随机性分析的最大沉降量分别为确定性分析的56.25%、85.76%和122.39%;此外,相较于160 cm多年冻土层,100 cm多年冻土层和融土条件下桩基础承载力的失效概率分别增加了18.95%和39.64%。因此,多年...
为表征冻土地层天然存在的三维空间变异性并阐明冻结帷幕温度特征值演化过程与统计规律,将冻土地层热学参数建模为三维空间随机场,提出用于不规则三维空间随机场离散的四面体单元局部平均法;引进体积坐标变换和高斯数值积分呈现了不规则三维四面体随机场单元协方差矩阵的解析计算方法和数值计算方法;构建考虑冻土地层三维空间变异性的冻结帷幕水热耦合随机分析模型,获得温度特征值动态演化过程与统计规律,讨论表征三维空间变异性的随机场相关结构模式对冻结帷幕温度特征值的影响。结果表明:提出的三维随机场四面体单元离散法能与有限元四面体单元离散法完美结合,随机场网格与有限元网格的对应关系清晰,易于随机有限元程序的编制;冻土地层热学参数的空间变异性对冻结帷幕温度特征值有显著影响,其中导热系数空间变异性影响最为强烈;不同三维随机场相关结构模式对冻结帷幕温度特征值影响程度存在差异,其中三角型模式影响最大,高斯型为中间值,指数型影响最小。
为表征冻土地层天然存在的三维空间变异性并阐明冻结帷幕温度特征值演化过程与统计规律,将冻土地层热学参数建模为三维空间随机场,提出用于不规则三维空间随机场离散的四面体单元局部平均法;引进体积坐标变换和高斯数值积分呈现了不规则三维四面体随机场单元协方差矩阵的解析计算方法和数值计算方法;构建考虑冻土地层三维空间变异性的冻结帷幕水热耦合随机分析模型,获得温度特征值动态演化过程与统计规律,讨论表征三维空间变异性的随机场相关结构模式对冻结帷幕温度特征值的影响。结果表明:提出的三维随机场四面体单元离散法能与有限元四面体单元离散法完美结合,随机场网格与有限元网格的对应关系清晰,易于随机有限元程序的编制;冻土地层热学参数的空间变异性对冻结帷幕温度特征值有显著影响,其中导热系数空间变异性影响最为强烈;不同三维随机场相关结构模式对冻结帷幕温度特征值影响程度存在差异,其中三角型模式影响最大,高斯型为中间值,指数型影响最小。
为表征冻土地层天然存在的三维空间变异性并阐明冻结帷幕温度特征值演化过程与统计规律,将冻土地层热学参数建模为三维空间随机场,提出用于不规则三维空间随机场离散的四面体单元局部平均法;引进体积坐标变换和高斯数值积分呈现了不规则三维四面体随机场单元协方差矩阵的解析计算方法和数值计算方法;构建考虑冻土地层三维空间变异性的冻结帷幕水热耦合随机分析模型,获得温度特征值动态演化过程与统计规律,讨论表征三维空间变异性的随机场相关结构模式对冻结帷幕温度特征值的影响。结果表明:提出的三维随机场四面体单元离散法能与有限元四面体单元离散法完美结合,随机场网格与有限元网格的对应关系清晰,易于随机有限元程序的编制;冻土地层热学参数的空间变异性对冻结帷幕温度特征值有显著影响,其中导热系数空间变异性影响最为强烈;不同三维随机场相关结构模式对冻结帷幕温度特征值影响程度存在差异,其中三角型模式影响最大,高斯型为中间值,指数型影响最小。
研究黄河源退化高寒草地土壤养分垂直空间变异,为黄河源退化草地治理提供参考。在黄河源选取短暂季节性冻土区(河南县多松乡)、较长季节性冻土区(玛沁县大武镇)、多年冻土区(玛多县花石峡镇)3个高寒草甸样区,每个样区选取3个小流域采集原状土层土壤样品并测定养分含量。结果表明:(1)短暂季节性冻土区、较长季节性冻土区和多年冻土区土层厚度分别为(151.67±14.43)、(155.33±5.03)和(88.33±7.37)cm;(2)草地退化后,除短暂季节性冻土区0—20cm土壤pH升高,其他区域变化不明显;(3)土壤有机质含量随着草地退化而显著降低,短暂季节性冻土区降低减少程度最明显,因此,保护短暂季节性冻土区草地更有利于碳积累和碳汇功能提升;(4)土壤碱解氮含量随土层深度加深和海拔升高而逐渐减少,短暂季节性冻土区、较长季节性冻土区和多年冻土区未退化草地0—20cm土壤碱解氮含量分别是退化草地的1.58、1.11、1.15倍,铵态氮与硝态氮含量分布规律不明显;(5)短暂季节性冻土区草地退化后土壤速效磷含量有所增加,较长季节性冻土区未退化草地表层土壤中速效磷含量较退化草地表层土壤高,多年冻土区草...
研究黄河源退化高寒草地土壤养分垂直空间变异,为黄河源退化草地治理提供参考。在黄河源选取短暂季节性冻土区(河南县多松乡)、较长季节性冻土区(玛沁县大武镇)、多年冻土区(玛多县花石峡镇)3个高寒草甸样区,每个样区选取3个小流域采集原状土层土壤样品并测定养分含量。结果表明:(1)短暂季节性冻土区、较长季节性冻土区和多年冻土区土层厚度分别为(151.67±14.43)、(155.33±5.03)和(88.33±7.37)cm;(2)草地退化后,除短暂季节性冻土区0—20cm土壤pH升高,其他区域变化不明显;(3)土壤有机质含量随着草地退化而显著降低,短暂季节性冻土区降低减少程度最明显,因此,保护短暂季节性冻土区草地更有利于碳积累和碳汇功能提升;(4)土壤碱解氮含量随土层深度加深和海拔升高而逐渐减少,短暂季节性冻土区、较长季节性冻土区和多年冻土区未退化草地0—20cm土壤碱解氮含量分别是退化草地的1.58、1.11、1.15倍,铵态氮与硝态氮含量分布规律不明显;(5)短暂季节性冻土区草地退化后土壤速效磷含量有所增加,较长季节性冻土区未退化草地表层土壤中速效磷含量较退化草地表层土壤高,多年冻土区草...