以传热学为基础，结合川藏铁路沿线冻土区某桥梁工程实例，确定边界条件与模型计算热力学参数。通过有限元软件建立三维数值模型分析求解，绝热温升的数值模拟计算值与公式理论计算值相吻合，研究了低温环境下桩基浇筑完成后桩土温度场的演化规律，分析并探究了温度应力的成因及其控制措施，以改善桩基的工作性能。结果表明：在混凝土浇筑完成前期，受水泥水化热的影响，桩中心温度明显高于同一深度桩壁温度，桩内外温度差引起温度应力，即在桩表面出现拉应力、桩中心出现压应力；但地面以上桩基部分出现了拉应力大于混凝土允许抗拉强度的状况，为此在桩顶处设置5 d、1℃的保温措施，温度应力明显改善，有效防止了桩基冻裂发生。研究成果可为类似工程设计及施工提供借鉴。
以传热学为基础，结合川藏铁路沿线冻土区某桥梁工程实例，确定边界条件与模型计算热力学参数。通过有限元软件建立三维数值模型分析求解，绝热温升的数值模拟计算值与公式理论计算值相吻合，研究了低温环境下桩基浇筑完成后桩土温度场的演化规律，分析并探究了温度应力的成因及其控制措施，以改善桩基的工作性能。结果表明：在混凝土浇筑完成前期，受水泥水化热的影响，桩中心温度明显高于同一深度桩壁温度，桩内外温度差引起温度应力，即在桩表面出现拉应力、桩中心出现压应力；但地面以上桩基部分出现了拉应力大于混凝土允许抗拉强度的状况，为此在桩顶处设置5 d、1℃的保温措施，温度应力明显改善，有效防止了桩基冻裂发生。研究成果可为类似工程设计及施工提供借鉴。
以传热学为基础，结合川藏铁路沿线冻土区某桥梁工程实例，确定边界条件与模型计算热力学参数。通过有限元软件建立三维数值模型分析求解，绝热温升的数值模拟计算值与公式理论计算值相吻合，研究了低温环境下桩基浇筑完成后桩土温度场的演化规律，分析并探究了温度应力的成因及其控制措施，以改善桩基的工作性能。结果表明：在混凝土浇筑完成前期，受水泥水化热的影响，桩中心温度明显高于同一深度桩壁温度，桩内外温度差引起温度应力，即在桩表面出现拉应力、桩中心出现压应力；但地面以上桩基部分出现了拉应力大于混凝土允许抗拉强度的状况，为此在桩顶处设置5 d、1℃的保温措施，温度应力明显改善，有效防止了桩基冻裂发生。研究成果可为类似工程设计及施工提供借鉴。
基于传热学理论，给出桩土温度场偏微分方程及边界条件，结合低温稳定多年冻土区地质背景，通过有限元数值分析求解，分析静钻根植桩回冻过程桩土温度场随时间的分布变化规律，讨论水泥掺入量及水泥土的水泥浆体初始拌入温度对回冻过程的影响。结果表明，地表下2 m以内桩土温度受大气温度影响较明显，水化热对1.5倍桩径以外及桩底1～2 m以下范围桩土温度影响甚微，17 d后桩侧温度回冻至0℃,27 d桩侧温度降至-0.5℃以下；水泥浆体初始拌入温度每升高5℃,回冻时间增长5～6 d;水泥掺入量每减少10%,回冻时间缩短1～2 d。静钻根植桩的温度场同样受水化热影响，但回冻时间较短；通过调整水泥浆体配合比和降低水泥浆体初始拌入温度可兼顾水泥土强度和回冻时间要求，达到提高承载力、缩短施工工期的目的。
基于传热学理论，给出桩土温度场偏微分方程及边界条件，结合低温稳定多年冻土区地质背景，通过有限元数值分析求解，分析静钻根植桩回冻过程桩土温度场随时间的分布变化规律，讨论水泥掺入量及水泥土的水泥浆体初始拌入温度对回冻过程的影响。结果表明，地表下2 m以内桩土温度受大气温度影响较明显，水化热对1.5倍桩径以外及桩底1～2 m以下范围桩土温度影响甚微，17 d后桩侧温度回冻至0℃,27 d桩侧温度降至-0.5℃以下；水泥浆体初始拌入温度每升高5℃,回冻时间增长5～6 d;水泥掺入量每减少10%,回冻时间缩短1～2 d。静钻根植桩的温度场同样受水化热影响，但回冻时间较短；通过调整水泥浆体配合比和降低水泥浆体初始拌入温度可兼顾水泥土强度和回冻时间要求，达到提高承载力、缩短施工工期的目的。
基于传热学理论，给出桩土温度场偏微分方程及边界条件，结合低温稳定多年冻土区地质背景，通过有限元数值分析求解，分析静钻根植桩回冻过程桩土温度场随时间的分布变化规律，讨论水泥掺入量及水泥土的水泥浆体初始拌入温度对回冻过程的影响。结果表明，地表下2 m以内桩土温度受大气温度影响较明显，水化热对1.5倍桩径以外及桩底1～2 m以下范围桩土温度影响甚微，17 d后桩侧温度回冻至0℃,27 d桩侧温度降至-0.5℃以下；水泥浆体初始拌入温度每升高5℃,回冻时间增长5～6 d;水泥掺入量每减少10%,回冻时间缩短1～2 d。静钻根植桩的温度场同样受水化热影响，但回冻时间较短；通过调整水泥浆体配合比和降低水泥浆体初始拌入温度可兼顾水泥土强度和回冻时间要求，达到提高承载力、缩短施工工期的目的。
为了研究不同入模温度下的水泥水化放热规律，采用溶解热法对持续负温环境下的水泥进行水化热测定试验。为了对冻土区水泥水化热进行定量分析及预测，采用指数、幂指数、复合指数、双曲线函数、对数模型这5种水化放热模型对试验数据进行拟合及误差分析，最终建立冻土区入模温度-水化热的预测模型。研究结果表明：在持续负温环境下，水泥水化放热速率减慢，随着入模温度升高，水泥的累计水化热和水化放热速率均提高；提高入模温度有利于负温环境下水泥水化放热，且入模温度越高水泥水化愈充分；在水化过程后期，负温抑制水泥水化的不利影响将会减弱。在5种预测模型中，双曲线函数模型可以较好地预测持续负温环境下水泥水化热随龄期变化的规律。本文所提模型可有效预测持续负温环境下不同入模温度工况对应的水泥水化热。
为了研究不同入模温度下的水泥水化放热规律，采用溶解热法对持续负温环境下的水泥进行水化热测定试验。为了对冻土区水泥水化热进行定量分析及预测，采用指数、幂指数、复合指数、双曲线函数、对数模型这5种水化放热模型对试验数据进行拟合及误差分析，最终建立冻土区入模温度-水化热的预测模型。研究结果表明：在持续负温环境下，水泥水化放热速率减慢，随着入模温度升高，水泥的累计水化热和水化放热速率均提高；提高入模温度有利于负温环境下水泥水化放热，且入模温度越高水泥水化愈充分；在水化过程后期，负温抑制水泥水化的不利影响将会减弱。在5种预测模型中，双曲线函数模型可以较好地预测持续负温环境下水泥水化热随龄期变化的规律。本文所提模型可有效预测持续负温环境下不同入模温度工况对应的水泥水化热。
为了研究不同入模温度下的水泥水化放热规律，采用溶解热法对持续负温环境下的水泥进行水化热测定试验。为了对冻土区水泥水化热进行定量分析及预测，采用指数、幂指数、复合指数、双曲线函数、对数模型这5种水化放热模型对试验数据进行拟合及误差分析，最终建立冻土区入模温度-水化热的预测模型。研究结果表明：在持续负温环境下，水泥水化放热速率减慢，随着入模温度升高，水泥的累计水化热和水化放热速率均提高；提高入模温度有利于负温环境下水泥水化放热，且入模温度越高水泥水化愈充分；在水化过程后期，负温抑制水泥水化的不利影响将会减弱。在5种预测模型中，双曲线函数模型可以较好地预测持续负温环境下水泥水化热随龄期变化的规律。本文所提模型可有效预测持续负温环境下不同入模温度工况对应的水泥水化热。
为了研究持续-5℃与20℃养护环境下，不同入模温度的水泥水化发展规律，开展了两种养护制度下，入模温度分别为5℃、10℃、15℃、20℃水泥净浆水化热试验，分析养护制度与入模温度对水泥净浆水化热作用机制，探究了负温下水泥内部自由水相变作用对其性能影响，建立了两种养护制度下考虑入模温度(5～20℃)的水化热预测模型。研究结果表明：养护制度一定时，随着龄期与入模温度增长，水泥净浆水化热与水化程度均逐渐增大；入模温度会使20℃养护与持续-5℃养护的水化热差值峰值与水化速率等值龄期发生提前；负温与低入模温度均会使水化进程出现龄期“滞后”现象，通过分析二者共同作用的水化热发展规律及其对水泥净浆微观作用机制，建议在负温环境下，可在合理范围内适当提高入模温度，以优化混凝土宏-微观性能。
