原文传递
水热作用下寒区路基边坡稳定性分析
| 论文题名： | 水热作用下寒区路基边坡稳定性分析 |
| 关键词： | 寒区路基;盐渍土;温度场;边坡稳定性;水热作用 |
| 摘要： | 水、热作用是影响寒区路基边坡稳定性的主要因素。盐渍土中不同盐分和水分含量受温度变化产生结晶及土体冻结温度下降等因素的影响，其强度参数指标变化尤为明显。为确定水、热作用对寒区盐渍土路基边坡稳定性的影响，首先，结合现场气象站调研，对青海省察尔汗至格尔木高速公路（察格高速）沿线气候特征、盐渍土分布特点进行了分析，总结了寒区盐渍土路基土强度主要影响因素及寒区盐渍土路基边坡稳定性主要影响因素;其次，选取4种典型代表性的盐渍土作为路基填料，在路基底部加铺土工布，以此为研究对象，基于COMSOL Multiphysics对其建立路基土体温度场二维数值计算模型;再次，结合在不同温度下路基土体主要强度参数，提出等温分层—强度参数函数计算模型;然后，利用GeoStudio中SLOPE/W模块，将路基模型按照等温线分层，分别计算寒区盐渍土路基不同月份，不同坡度，不同路基高度下的稳定安全系数;最后，探讨了坡脚浸水对路基边坡稳定性的影响。主要研究结论如下: (1)察格高速沿线气候干旱少雨，降水量稀少，蒸发量较大，气温四季变化明显，总体符合正弦函数曲线变化。在寒季，地表和浅层地温受气温变化影响剧烈，随着深度的增加，影响逐渐减弱。察格高速易溶盐试验路段沿线盐渍土分布以氯盐渍土为主，线路左右两侧盐渍土类型不同，盐渍化程度有较大差异; (2)含盐类型、含盐量、温度和含水量会对寒区盐渍土路基土体强度产生很大影响。温度变化对土体黏聚力影响很大，高氯盐渍土降温过程中黏聚力先增大后减小，硫酸盐含量相对高的氯盐渍土降温过程中黏聚力呈增大趋势;温度变化对内摩擦角影响较小;含水量增加，土体黏聚力明显减小，内摩擦角轻微减小; (3)路基温度场具有不对称性，阴阳坡温度差异在1～2℃左右。随着深度的增加，路基土体等温线由密到疏，温度变化速度由快到慢，路基表层和边坡受气温影响最为明显，路基内部土体受气温影响逐渐减弱; (4)提出等温分层—强度参数计算模型，建立了等温线与强度参数的对应关系，计算不同路基坡度、路基高度，不同月份路基边坡稳定性安全系数，总结其变化规律; (5)路基边坡安全系数月变化曲线符合正弦函数变化趋势。寒季中，随着路基高度的增加，安全系数逐渐减小;随着路基坡度放缓，安全系数逐渐增大;坡脚浸水会显著降低寒区路基边坡稳定性。 |
| 作者： | 陈学瑞 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 张彧;杨竹溪 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
