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多年冻土区U型槽的水平冻胀特性试验及理论研究
| 论文题名： | 多年冻土区U型槽的水平冻胀特性试验及理论研究 |
| 关键词： | 公路;排水渠道;温度场;水平冻胀力;冻土区 |
| 摘要： | 在多年冻土区，U型排水渠道经常遭受水平冻胀力的破坏，严重影响构筑物的服役性能。本文以青藏高原多年冻土区路基边坡U型槽排水渠道为研究对象，采用现场试验、理论分析和数值计算相结合的手段，研究了多年冻土区U型槽的水平冻胀力分布特征，建立了多年冻土区U型槽的水热力三场耦合数值模型，分析了U型槽埋深、周围土体含水量、周围土体换填范围及结构形式对温度场及水平冻胀力的影响。本文主要研究成果如下: (1)U型槽周围土体的温度和外界温度具有强烈的相关性，结构周围土体温度在2月份达到最低，其周围活动层完全冻结。 (2)作用于结构上的水平冻胀力沿深度非均匀分布，随深度先增大后减小并在结构的1/2～1/3处达到水平冻胀力峰值;同时，随U型槽周围土体温度的降低作用于结构的水平冻胀力也随之增大，并在2月份水平冻胀力达到最大状态。 (3)不同埋深条件下，水平冻胀力均沿埋深非均匀分布，其数值大小在结构中部存在明显差异，主要体现在2月份水平冻胀力最大时刻，埋深0.7m、1.7和3mU型槽在0.35m、0.65m和1.65m处，水平冻胀力峰值分别为20.45kPa、31.65kPa和40.14kPa。 (4)不同含水量条件下，水平冻胀力分布与基本模型相同但数值大小随含水量的增加而增大，主要体现在2月份，含水量11％、15％和20％均在0.6m左右水平冻胀力达到峰值分别为31.65kPa、36.72kPa和38.86kPa。 (5)不同换填范围条件下，水平冻胀力峰值及位置均有显著变化，侧边土体的0～2.8m换填范围是影响水平冻胀力的主要范围，换填超过2.8m后，水平冻胀力几乎不再降低。 (6)相同埋深条件下，梯形结构产生的水平冻胀力相比U型结构增大13％～15％左右，而其分布形式基本相同，因此，U型结构在降低水平冻胀力方面优于梯形结构。 |
| 作者： | 胡康琼 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 田亚护 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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