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季冻区哈大高铁边坡冻融滑塌机理研究
| 论文题名： | 季冻区哈大高铁边坡冻融滑塌机理研究 |
| 关键词： | 高铁工程;边坡稳定性;冻融滑塌机理;冻融交界面;季节冻土 |
| 摘要： | 季节冻土区的土体冬季受低温冻结膨胀，春季受高温融化沉降。在反复的冻融循环过程中，处于冻融交界面处的土体抗剪强度降低，导致边坡发生冻融滑塌灾害，造成巨大的经济损失和安全事故。为了降低冻融滑塌灾害带来的损失，本文依托于哈大高铁工程项目，对冻融交界面土体的力学性质进行分析研究，得出边坡的冻融滑塌机理，为实际工程提供理论指导。本文主要进行了以下四个方面的研究工作： （1）对哈大高铁工程试验段D3K691+750~D3K691+850的原状土进行不排水不固结（UU）冻融三轴剪切试验得到的抗剪强度参数数据进行理论分析，得出土体粘聚力和内摩擦角随着含水率和冻融循环次数的增加而减小，并将数据导入Matlab中，利用最小二乘拟合法推导出粘聚力和内摩擦角随含水率和冻融循环次数变化的关系式；再分别求出粘聚力衰减系数和内摩擦角衰减系数随冻融循环次数变化的关系式，为边坡数值计算提供理论指导。 （2）在数值分析软件ABAQUS中建立季节冻土区高铁边坡的数值模型，确定所需的传热学参数，计算获得边坡在冬季冻结和春季融化阶段的温度场。通过对温度场的分析得知，边坡在冻结阶段的最大冻深为1.7 m；在融化阶段融化深度逐渐增大，冻融交界面逐渐下降，在5月下旬土体全部融化。 （3）引入抗剪强度参数的衰减公式，利用强度折减法计算得知融化阶段边坡的稳定安全系数逐渐降低。综合分析融化阶段边坡的塑性应变、位移场、应力场等，确定滑移面的位置，并与温度场对比分析，得出冻融交界面为边坡滑塌的危险界面。 （4）分析含水率、冻融循环次数以及坡度对边坡稳定性的影响，得出边坡稳定性随着土体含水率、冻融循环次数以及坡度的增加而下降。 |
| 作者： | 王超 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 徐学燕;于皓琳 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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