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冻土区地下水对路桥过渡段差异性沉降影响的模型试验研究
| 论文题名： | 冻土区地下水对路桥过渡段差异性沉降影响的模型试验研究 |
| 关键词： | 路桥过渡段;冻土区地下水;差异性沉降;模型试验;渗流效应 |
| 摘要： | 青藏铁路作为一条既有铁路,其沿线环境大多数为多年冻土区，所以其路桥过渡段差异性沉降的问题比一般地区更为严重与复杂。经过对青藏铁路部分线路的勘察可知，路桥过渡段出现差异性沉降病害非常普遍，且具有沉降量大的特点。目前治理这种病害的主要方法是道砟填埋法，经过对使用此治理方法的路桥过渡段的后期追踪监测，发现此方法虽然短时间内有效，但铁路经过长时间运行后，过渡段依然会出现大幅度沉降。如果坚持用此方法进行沉降治理，可能还会造成新的病害。 此外，随着冻土区地温的升高、气候环境变化以及人类频繁活动，冻土区原有水文地质环境逐渐发生改变，冻土区地下水对路桥过渡段的差异性沉降影响也逐步加剧。由于国内对处于含地下水冻土区的路桥过渡段沉降研究稀缺，且现场试验受到地质环境等因素限制，导致了目前大多数对路桥过渡段的研究基本上基于理论分析以及有限元模拟分析。现有的室内模型试验均在恒低温环境下进行，致使冻土模型无法形成活动层，与实际不相符合。基于这些问题，本文结合冻土地下水存在特性来开展室内模型试验。本次试验主要存在两个目的：在交变温度环境中形成活动层；通过埋设地下水热效应以及渗流效应模拟设备来观测坡脚积水以及地下水对路桥过渡段差异性沉降的影响。试验分析可得出以下主要结论： （1）室内试验活动层从初始到基本稳定过程中，距离外界大气近的土层温度变化趋势呈现较为规律的正弦波动；随着距离外界大气越远，土层温度变化幅度会逐渐减小直到达到一个基本恒定值。 （2）冻土区随着外界温度的逐渐提高，活动层融化深度逐渐增加，在9、10月份基本达到极值，11月份迅速出现冻结现象。活动层的冻结过程会出现双向冻结现象，即活动层从表层以及冻土上限向活动层内部进行冻结。一个冻融循环过程中，活动层处于冻结期的时间要小于融化期。 （3）交变温度下过渡段的沉降与恒低温下过渡段沉降比较明显增加。且恒低温情况下过渡段的沉降基本只出现一次较大幅度的沉降现象，而在交变温度下过渡段会出现两次较大幅度的沉降现象。 （4）一般情况下，地下水的渗流效应对过渡段沉降的影响要略大于热效应对过渡段的影响。此次试验中，坡脚积水热效应以及渗流效应使过渡段沉降分别增加0.8mm和0.9mm。层下水的热效应以及渗流效应使过渡段沉降分别增加0.7mm和1.2mm。 |
| 作者： | 卢小强 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 吴亚平;熊治文 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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