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原文传递交通荷载下高寒盐湖区粗粒氯盐渍土路基变形特性研究

论文题名：	交通荷载下高寒盐湖区粗粒氯盐渍土路基变形特性研究
关键词：	高寒盐湖区;氯盐渍土路基;交通荷载;变形特性
摘要：	青藏高原察尔汗盐湖区属于典型的高寒干旱气候区，是“一带一路”辐射范围内氯盐渍土分布最广地区。随着交通强国建设下新一轮西部大开发的深入推进，该地区交通基础设施建设规模逐渐扩大。在长期交通荷载作用及青藏高原气候暖湿化趋势影响下，高寒盐湖区道路出现大量由于氯盐渍土不良工程特性导致的翻浆、沉陷、不均匀沉降等路基病害，严重威胁着盐湖区公路长期稳定性与运营安全。因此，开展交通荷载下高寒盐湖区氯盐渍土路基变形特性的研究具有重要理论意义和工程实践价值。　　本文依托盐湖区涩北至察尔汗段公路建设项目，综合采用实地调研、现场测试、室内试验、物理模型试验以及数值模拟等研究方法，对高寒盐湖区氯盐渍土工程地质特征、粗粒氯盐渍土填料动力塑性累积变形、微观结构特征、强度劣化机理以及粗粒氯盐渍土路基动力响应特性等方面进行了系统研究，主要研究内容与结果如下：　　（1）在总结地质勘察资料和实地调研的基础上，结合室内试验分析了察尔汗盐湖区公路沿线的地形地貌、水文地质特征以及盐渍土物理化学性质，通过现场浸水载荷试验和室内溶陷试验，明确了粗粒氯盐渍土填料的溶陷变形特性。　　（2）利用GDS双向振动三轴试验系统，对粗粒氯盐渍土填料在不同含水率、含盐量、冻融循环次数、动应力幅值、振次和围压等因素下的累积应变、阻尼比和动模量展开研究，给出了评价土体变形临界状态的动应力阈值，建立了可以描述不同环境因素影响下的粗粒氯盐渍土路基填料的累积应变预测模型。　　（3）采用正交设计方法进行不同含水率、含盐量、冻融循环次数及交通荷载下的动三轴试验，研究了多因素交互作用下的粗粒氯盐渍土累积应变，确定了各环境因素的影响程度，结合典型工况下的CT测试研究微观结构变化特征，揭示了粗粒氯盐渍土路基填料的长期变形与强度劣化机理。　　（4）基于自主研发的高寒盐湖区动荷载-冻融循环模型试验系统，进行了含水率分别为6.8％、7.5%和8.5%的大比尺粗粒氯盐渍土路基变形物理模型试验，阐明了交通荷载与冻融循环作用下路基结构的动应力、动应变及动模量随车辆荷载大小、加载次数、荷载频率的变化规律，给出了不同工况下粗粒氯盐渍土路基的变形范围。　　（5）应用ABAQUS软件对交通荷载下粗粒氯盐渍土路基的动力响应和沉降特征进行分析，给出了不同车辆行驶速度、超载率及荷载作用次数等因素影响下的路基动应力分布范围和路基工作区深度，结合交通荷载下粗粒氯盐渍土的累积变形预测模型，得到了不同环境因素与交通荷载作用下路基的长期变形量。　　本文的研究成果不仅可以为涩察公路的修建提供有效的技术支撑，也可以为今后类似地区工程的路基设计及相关规范的修订提供借鉴。
作者：	万琪
专业：	岩土工程
导师：	杨晓华;尹培杰
授予学位：	博士
授予学位单位：	长安大学
学位年度：	2022