高寒地区格宾石笼下黑土的冻胀破坏及防治措施

李世鹏; 李顺群; 李新华; 郭林坪; 刘金龙; 李国栋

doi:10.20040/j.cnki.1000-7709.2026.20251832

欢迎来到能源电力期刊网！

English Version 期刊登录

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

高寒地区格宾石笼下黑土的冻胀破坏及防治措施

工程勘测设计 | 更新时间：2026-09-12

- 高寒地区格宾石笼下黑土的冻胀破坏及防治措施
- 高寒地区格宾石笼下黑土的冻胀破坏及防治措施
- 水电能源科学 2026年44卷第8期页码：84-89
- 作者机构：
  
  1. 天津城建大学土木工程学院
  2. 合肥大学智能建造与交通工程学院
  3. 中国电建市政建设集团有限公司
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金面上项目(52478354);天津市自然科学基金重点项目(25JCZDJC00110)
- DOI：10.20040/j.cnki.1000-7709.2026.20251832
  中图分类号： TV86
- 纸质出版：2026
- 稿件说明：
移动端阅览
李世鹏, 李顺群, 李新华, 等. 高寒地区格宾石笼下黑土的冻胀破坏及防治措施[J]. 水电能源科学, 2026,44(8):84-89.

李世鹏, 李顺群, 李新华, et al. 高寒地区格宾石笼下黑土的冻胀破坏及防治措施[J]. 2026, 44(8): 84-89.
李世鹏, 李顺群, 李新华, 等. 高寒地区格宾石笼下黑土的冻胀破坏及防治措施[J]. 水电能源科学, 2026,44(8):84-89. DOI： 10.20040/j.cnki.1000-7709.2026.20251832.

李世鹏, 李顺群, 李新华, et al. 高寒地区格宾石笼下黑土的冻胀破坏及防治措施[J]. 2026, 44(8): 84-89. DOI： 10.20040/j.cnki.1000-7709.2026.20251832.

摘要

针对东北黑土区侵蚀沟治理中格宾石笼在季节性冻融环境下易发生冻胀破坏、结构失稳及土体不均匀变形的问题，提出一种兼顾工程稳定性与生态保护效益的新型防治措施——滤芯渗井技术。依托黑龙江省典型侵蚀沟实测资料，结合区域冻融特征和地下水分布规律，基于水—热—力耦合理论，利用COMSOL多物理场平台建立温度场、应力场、位移场的耦合模型，分别模拟有无滤芯渗井2种工况下的冻结过程与冻胀响应，分析滤芯在不同阶段的水气迁移调控作用，并探讨其对冻胀应力分布与结构稳定性的影响机制。结果表明，格宾石笼两侧及底部中段为冻胀最强区域，无滤芯时槽底出现大范围高位移与强应力集中，结构易产生上拱及局部拉裂破坏；设置滤芯后，局部最大位移虽由8.25 mm增至9.25 mm

但高位移区范围明显缩小，应力曲线波动减弱，整体分布更趋均匀。滤芯渗井的作用机理并非简单削减冻胀量，而是通过建立稳定的水气通道，调节地下水分迁移与冻结过程，改善格宾石笼底部及两侧的应力—位移分布，削弱冻胀集中效应，降低结构不均匀受力风险，从而显著提升格宾石笼在高寒黑土区的长期稳定性，为侵蚀沟治理及黑土保护提供了新的技术路径和理论依据。

Abstract

关键词

Keywords

references

白青波.附面层参数标定及冻土路基水热稳定数值模拟方法初探[D].北京交通大学,2016(07).

水工建筑物抗冰冻设计规范[S].2011.

武立波,牛富俊,林战举,祁伟,冯文杰.换填与降排水措施对寒区沟谷软弱路基冻结特征的影响[J].交通运输工程学报,2018(04).

邰博文,刘建坤,李旭,岳祖润,沈宇鹏.寒区高速铁路路基冻胀数值模型及防冻胀措施[J].中国铁道科学,2017(03).

张兴义,刘晓冰.东北黑土区沟道侵蚀现状及其防治对策[J].农业工程学报,2021(03).

王朋宾,夏胡熙,姜海强,马勤国.冻土多物理场耦合作用理论与模型研究现状[J].东北农业大学学报,2021(10).

王建有,石鹏超,禄林方,王娟,梁太利.考虑太阳热辐射的梯形渠道温度场动态数值模拟和衬砌冻胀分析[J].水电能源科学,2023(05).

杨庆胜,徐慧,顾宁,王海若.寒旱区湿陷性土地基渠道衬砌结构改造的数值模拟研究[J].水电能源科学,2024(01).

宋俊,JENISHA Singh,滕继东,张升,盛岱超.考虑水分迁移与成冰作用的路堑边坡冻融变形机制试验研究[J].中南大学学报(自然科学版),2025(05).

陈卓,李蕴峰.东北黑土区侵蚀沟要素空间分析及发生风险评估：以巴彦县北部为例[J].科学技术与工程,2025(09).

浏览量

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

寒旱区湿陷性土地基渠道衬砌结构改造的数值模拟研究

基于Pointer算法群的混流式水轮机转轮多工况优化设计

300 MW悬式抽水蓄能机组推力轴承润滑特性分析

平原河网城市防洪排涝数字孪生水网构建与应用

基于气象水文信息融合神经网络的航道水位预测