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[发明专利]一种测试土体在冻融过程中受力与变形的试验装置-CN201910938561.9在审
发明人：张亮;牛富俊;刘明浩 -专利权人：中国科学院寒区旱区环境与工程研究所
申请日： 2019-09-30 - 公布日： 2019-12-13 - 主分类号： G01N33/24 文献下载
摘要：本发明涉及一种测试土体在冻融过程中受力与变形的试验装置，主要由试验系统、测量系统、高低温恒温液循环水浴装置、含水率控制系统组成。装置上方布有位移传感器，实时记录试样的高度变化。装置内部布有压差传感器，直接获得侧向膨胀力，通过相应的计算求出试样侧向位移的大小。该装置在不同轴向高度布设位移挡板，压力传感器与剪切板，可以对不同冻深的土样进行受力与变形的监测，并研究冻融过程及累积冻融循环对土体抗剪强度个参数的影响及其变化规律，可实现对试样变形与受力的全方位监测。
受力变形的冻融循环水浴装置含水率控制全方位监测位移传感器压力传感器挡板变化规律侧向膨胀侧向位移测量系统测试土体冻融循环高度变化实时记录试验系统试验装置试样变形系统组成布设高低温恒温液剪切板传感器抗剪土体土样有压轴向监测研究

[发明专利]一种冻土区碎石基层孔隙率原位测试系统及其控制评价方法-CN201711024995.5有效
发明人：刘国光;牛富俊;刘明浩;罗京 -专利权人：中国科学院寒区旱区环境与工程研究所
申请日： 2017-10-27 - 公布日： 2019-11-22 - 主分类号： G01N15/08 文献下载
摘要：本发明涉及一种冻土区碎石基层孔隙率原位测试系统及其控制评价方法，将单位体积的熔铝通过注液器注入冻土区碎石基层测试区域，静置12小时后，利用挖掘工具将冷却凝固后铝块试样取出并清除外层碎石，将试样放入封闭式处理箱内的称重模块上，冲洗、烘干、冷却和称重，获得扣除熔铝自重后得到的就是内含的试块重量，通过计算机图像处理技术，获得碎石基层的体积孔隙率。本发明测试方便。可在施工区域任意位置随机抽样，测试碎石基层内的孔隙率，为冻土工程提供可靠数据，保证工程质量。
一种冻土碎石基层孔隙率原位测试系统及其控制评价方法

[发明专利]利用充气气囊调节冻土贯通孔隙比的系统及控制评价方法-CN201711018736.1有效
发明人：刘国光;牛富俊;林战举;尹国安 -专利权人：中国科学院寒区旱区环境与工程研究所
申请日： 2017-10-27 - 公布日： 2019-06-14 - 主分类号： E01C3/04 文献下载
摘要：本发明涉及一种利用充气气囊调节冻土贯通孔隙比的系统及控制评价方法。系统包括导电碳纤维网、若干充气气囊、表层温度传感器、内置温度传感器、主控电脑、电源和底部温度传感器，充气气囊设置在导电碳纤维网上，导电碳纤维网、表层温度传感器、内置温度传感器、底部温度传感器与主控电脑连接，主控电脑和电源连接。本发明提供的主动调节冻土贯通孔隙比的碳纤维结构系统能在主控电脑控制下使柔性充气气囊膨胀展开从而填充进土基孔隙中，降低冻土的贯通孔隙比，从而改善冻土热平衡，具有实际应用价值。
冻土充气气囊贯通孔隙主控电脑导电碳纤维底部温度传感器内置温度传感器温度传感器柔性充气气囊碳纤维结构电源连接主动调节热平衡填充电源膨胀应用

[发明专利]一种具备遮阳与通风降温功效的块石层护坡路基-CN201410778081.8有效
发明人：刘明浩;牛富俊;林战举;罗京;尹国安;李安原 -专利权人：中国科学院寒区旱区环境与工程研究所
申请日： 2014-12-17 - 公布日： 2018-07-31 - 主分类号： E01C3/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种具备遮阳和通风降温功效的块石护坡路基，其结构是路堤边坡上依次铺设块石层、土工布和夯填粘土；块石层粒径控制在12‑30cm之间，厚度80‑120cm，块石空隙率为25%‑30%；随机抛掷并挤压，块石层在坡脚位置水平延伸2.0m宽，形成开放边界。块石层坡面上铺设一层土工布，土工布上铺设粘土，夯填密实。本发明利用粘土层的遮阳作用，削弱太阳辐射对路基边坡的加热作用；同时利用边坡块石层使得冷季块石层内的自然对流和强迫对流得到强化，提高了路基冷能的吸入量，把路基内的热能带走。暖季利用块石层热屏蔽作用，阻隔外界热量的侵入，有效控制了暖季的吸热量。实现对护坡路基下覆土体温度的降低，对维护多年冻土区路基的长期稳定产生积极和重要作用。
一种具备遮阳通风降温功效块石层护坡路基

[发明专利]一种冻土区机场跑道土基强度监控系统及控制评价方法-CN201510561037.6有效
发明人：刘国光;喻文兵;牛富俊;李国玉;王飞 -专利权人：中国科学院寒区旱区环境与工程研究所
申请日： 2015-09-07 - 公布日： 2017-04-26 - 主分类号： G01N33/24 文献下载
摘要：本发明一种冻土区机场跑道土基强度监控系统及控制评价方法。包括多个埋地式数据采集模块、数据收集模块和监控评价模块，其中埋地式数据采集模块由温度传感器、位移传感器、工控机、存储器、蓝牙发射器和太阳能蓄电池组成，数据收集模块为带有蓝牙连接功能的平板电脑，监控评价模块为安装有监控评价软件的计算机。本发明提供的冻土区机场跑道温升效用监控评价系统及控制方法能动态测试记录飞机起降及滑行过程中所引起的土基变形，从而检测和评价温升效应对冻土区机场跑道的影响，为增强寒地机场的安全运行保障能力提供了科学合理依、施工便捷、易于推广应用的方法。
一种冻土机场跑道强度监控系统控制评价方法

[实用新型]一种块石层+通风烟囱宽幅路基结构-CN201420802455.0有效
发明人：刘明浩;牛富俊;林战举;罗京;李安原;尹国安 -专利权人：中国科学院寒区旱区环境与工程研究所
申请日： 2014-12-17 - 公布日： 2015-06-24 - 主分类号： E01C3/00 文献下载
摘要：本实用新型涉及一种散热块石层+通风烟囱宽幅路基结构，其结构特征是在压实的天然地表上铺设块石层，块石层在坡脚位置水平延伸，形成开放边界；在块石层上安装竖向通风烟囱，使烟囱底部与块石层贯通连接，烟囱垂直且高出路基顶部，块石层上铺设一层透水土工布，透水土工布上筑路基填土。本实用新型通过在路基中心部位的块石层中安装竖向通风烟囱，利用“烟囱效应”的“抽拔”作用，可加快基底块石层内的对流换热速度，从而更快更多的带走路基内的热量，实现降低下部多年冻土温度的目的，并有效对路基中心部位进行制冷，从而解决了宽幅高等级公路路基中部降温效果差的难题，同时具有造价低，施工简易，便于维护的优点，对维护多年冻土区宽幅路基的长期稳定性有重要意义。
一种块石层通风烟囱宽幅路基结构

[实用新型]一种强化路基坡面降温的块石层护坡路基结构-CN201420796349.6有效
发明人：刘明浩;牛富俊;林战举;罗京;尹国安;李安原 -专利权人：中国科学院寒区旱区环境与工程研究所
申请日： 2014-12-17 - 公布日： 2015-06-03 - 主分类号： E01C3/06 文献下载
摘要：本实用新型涉及一种强化路基坡面降温的块石层护坡路基结构，其结构是路堤边坡上依次铺设块石层、土工布和夯填粘土；块石层粒径控制在12-30cm之间，厚度80-120cm，块石空隙率为25%-30%；随机抛掷并挤压，块石层在坡脚位置水平延伸2.0m宽，形成开放边界。块石层坡面上铺设一层土工布，土工布上铺设粘土，夯填密实。本实用新型利用粘土层的遮阳作用，削弱太阳辐射对路基边坡的加热作用；同时利用边坡块石层使得冷季块石层内的自然对流和强迫对流得到强化，提高了路基冷能的吸入量，把路基内的热能带走。暖季利用块石层热屏蔽作用，阻隔外界热量的侵入，有效控制了暖季的吸热量。实现对护坡路基下覆土体温度的降低，对维护多年冻土区路基的长期稳定产生积极和重要作用。
一种强化路基降温块石层护坡结构

[实用新型]一种防治高寒山区沟谷段软土路基冻融病害的路基结构-CN201420651220.6有效
发明人：祁伟;牛富俊;牛永红;武立波;冯文杰;张以群;何爱妮 -专利权人：甘肃路桥建设集团有限公司;中国科学院寒区旱区环境与工程研究所
申请日： 2014-11-04 - 公布日： 2015-03-18 - 主分类号： E01C3/06 文献下载
摘要：本实用新型涉及一种防治高寒山区沟谷段软土路基冻融病害的路基结构。其结构特征是在坚硬土层置有碎石挤密桩，碎石挤密桩之间填有夯实土层，碎石挤密桩上部为级配碎石和砂复合褥垫层，级配碎石和砂复合褥垫层上部为碎石换填层，碎石换填层表面依次铺设水泥稳定砂砾基层和沥青混凝土面层，沥青混凝土面层坡脚两侧筑有渗沟和排水沟，并在渗沟底部、两侧包裹复合土工膜，排水沟两侧铺设复合土工膜，本实用新型不但显著提高地基承载力、减少沉降、增强路基稳定性，而且具有良好的降温效果和隔水效果，该结构防治了高寒山区沟谷段软土路基冻融病害的发生，确保了高寒山区软土路基安全稳定地运营。
一种防治高寒山区沟谷土路基冻融病害路基结构

[发明专利]强化通风隔热路基-CN200710017288.3无效
发明人：李国玉;李宁;牛富俊;喻文兵;毕贵权;石磊 -专利权人：中国科学院寒区旱区环境与工程研究所
申请日： 2007-01-12 - 公布日： 2007-08-08 - 主分类号： E01C3/06 文献下载
摘要：本发明涉及一种强化通风隔热路基，其结构特征是在压密的天然地表面上置有密实的砂砾土垫层，砂砾土垫层上面布设一定间距的横向的带有自动温控风门的透壁混凝土通风管，在透壁通风管之间和上面填筑块碎石层，在水平块碎石层上部铺设土工布，土工布上面铺设保温材料，保温材料上面填筑密实的路堤填土。本发明将透壁通风管置于块碎石层中间，冬季最大可能地利用冻土地区较低的气温和较大的风速通过通风管透壁孔来增强块碎石层中空气的对流降温效果，透壁通风管本身也有强烈的通风降温效果，二者相互结合、相互作用，共同降低路基下部冻土温度。在夏季，保温材料、块碎石层和带温控风门的透壁通风管发挥热屏蔽效应，阻止热量进入路堤，最后实现最大限度的储存冷量，降低冻土温度，避免冻土的融化，确保冻土路堤的稳定性。
强化通风隔热路基

[发明专利]自然冷能式导热系数可变装置-CN200510096126.4无效
发明人： 牛富俊;何乃武;潘喜才;俞祁浩 -专利权人：中国科学院寒区旱区环境与工程研究所
申请日： 2005-09-28 - 公布日： 2006-03-15 - 主分类号： E02D27/35 文献下载
摘要：本发明公开一种自然冷能式导热系数可变装置，它是由密闭的壳体和吸水材料组成的，密闭的壳体内装有饱水的吸水材料，并在壳体内添加80－90％壳体容积的水。本发明埋设在铁路、公路及其它工程的路基基础和建筑物等其他需保温隔热的物体的层面上，通过装置在正温下导热系数低、负温下导热系数高以及相变过程潜热变化的特征来实现环境温度与冻土路基温度之间的调控，对多年冻土的温度场起到很好的保护作用，同时可以降低路堤要求的最低高度，减少工程造价，缩短建设周期，维护路堤的长期稳定将产生积极作用。
自然冷能式导热系数可变装置

[实用新型]保护冻土隔热降温装置-CN200420041458.3无效
发明人：俞祁浩;程国栋;牛富俊;邓友生 -专利权人：中国科学院寒区旱区环境与工程研究所
申请日： 2004-01-08 - 公布日： 2005-02-16 - 主分类号： E02D27/35 文献下载
摘要：本实用新型涉及一种在多年冻土地区进行工程建筑中，有效保护工程建筑下部多年冻土稳定性的隔热降温组合装置，其结构为通风管垂直于路基走向并埋设在路堤填土一定深度的位置处，其端部安装自动温控通风装置，保温材料设置在通风路基通风管之间或整个通风管的上部。通过自动温控系统控制路基内部土体仅与外界的低温气流进行热量交换，设置在通风管之间或上部的保温材料可以阻隔外界热量侵入，有效保存其下部的冷能。由此可以维持多年冻土的热量收支平衡，保证多年冻土的稳定，有效避免季节活动层的冻融循环所带来的冻胀、融沉对工程稳定性的影响。这种新型工程措施结合利用自然冷能的思路，具有效能突出、降温效果明显、工程施工可行、造价相对低廉、应用环境宽余等诸多优点。
保护冻土隔热降温装置

[发明专利]复合温控通风路基-CN200410002135.8无效
发明人：俞祁浩;程国栋;牛富俊;邓友生 -专利权人：中国科学院寒区旱区环境与工程研究所
申请日： 2004-01-08 - 公布日： 2004-12-22 - 主分类号： E02D27/35 文献下载
摘要：本发明涉及在多年冻土地区进行铁路、公路和工程建筑建设中，有效地保护道路路基和建筑物基础下部多年冻土，提高工程建筑稳定性的一种模式。其结构特征为通风管垂直于路基走向并埋设路堤填土一定深度的位置处，其端部安装自动温控通风装置，保温材料设置在通风路基通风管之间/或整个通风管的上部，填土石覆盖夯实。通过自动温控通风装置控制路基内部土体仅与外界的低温气流进行热量交换；设置在通风管之间或上部的保温材料可以阻隔外界热量侵入；有效保护其下部的多年冻土，使路基在多年冻土的稳定性维持在较高的水平上；有效地避免季节活动层的冻融循环所带来的冻胀、融沉对路基稳定性的影响，这种新型路基充分利用自然冷能，确保多年冻土区的工程建筑的稳定性，解决了多年冻土区建设中的问题。
复合温控通风路基

[发明专利]调控天然冷量维护冻土路基的方法-CN03113284.7无效
发明人：周国庆;马巍;崔广心;牛富俊;刘志强;别小勇 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2003-04-22 - 公布日： 2004-10-27 - 主分类号： E02D27/35 文献下载
摘要：一种调控天然冷量维护冻土路基的方法，最适用于高温冻土区处于不稳定状态的冻土路基的维护以及路基冻融灾害的处理。通过在路基中进行纵向水平布管，或在路堤两侧倾斜布管，管道与大气和人工辅助制冷循环系统并联，充分利用天然冷量冷却土体，确保路基的长期稳定，并可根据需要在时间和空间上动态调控路基温度，维持天然冻土处于负温状态，消除存在于路基下影响很大的“融化盘”现象，确保了路基在任何条件下不出现融化，真正保证了冻土路基的长期稳定性，该方法具有广泛的实用性。
调控天然维护冻土路基方法

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