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多年冻土区宽幅路基温度场规律研究
| 论文题名： | 多年冻土区宽幅路基温度场规律研究 |
| 关键词： | 宽幅路基;温度场;分布规律;数值计算;多年冻土地区 |
| 摘要： | 随着公路事业的发展，高等级宽幅公路逐渐向青藏高原多年冻土区延伸。由于宽幅路基结构总吸热面积和总体积热容的增加以及全球气候变暖的影响，路基及基底多年冻土温度升高，冻土人为上限下移，路基结构易发生热融沉降变形。青藏高原多年冻土对温度敏感性大，EPS隔热层路基、碎（块）石路基和热棒路基等工程措施在现有道路工程中的应用效果较好，但是对于宽幅路基的处治效果还需要进一步研究讨论。本文以温度场的数值模拟结果为基础，对多年冻土区无工程措施的宽幅路基、隔热层宽幅路基以及隔热层与换填碎石复合路基的温度场分布特征进行研究分析，主要包括以下几个方面: 论文首先基于多年冻土区路基温度场数值计算、模型参数以及边界条件的相关理论，结合青藏高原地区气候环境及多年冻土的特征，建立了路基温度场数值计算的控制方程，确定了土体的热物理参数以及边界条件，给出了多年冻土区路基温度场有限元数值模拟的理论基础、材料参数及边界条件。 其次，在对比了不同宽度和高度的普通路基温度等值线图、地温沿深度随时间的变化曲线图以及年最大融深随时间的变化曲线图的基础之上，研究分析了路基的尺寸效应对路基温度场的影响规律，计算表明宽幅路基结构的热稳定性差，且路基越高，稳定性越好，并指出多年冻土区无工程措施的宽幅路基的合理填筑高度为4m-6m。 第三，论文基于温度场的数值模拟结果，对隔热层路基的工程应用效果进行了研究分析，计算结果表明隔热层路基的热稳定性明显提高，且隔热层埋深越浅、厚度越大，温度稳定性越好，并根据保温效果和行车要求指出隔热层的合理厚度为0.15m-0.25m，合理埋深为0.5m-1.0m。 最后，论文根据隔热层路基人为上限位置确定换填碎石层厚度，并对复合路基结构的保护效果进行数值模拟，并根据数值模拟结果提出隔热层与换填碎石复合路基的隔热层合理厚度与换填碎石合理深度的组合，隔热层厚度为0.08m-0.1m，换填碎石深度为3-5m。 |
| 作者： | 赵晨 |
| 专业： | 交通运输工程;道路与铁道工程 |
| 导师： | 黄晓明 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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