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多年冻土区青藏公路楚玛尔河段路基沉降变形研究
| 论文题名： | 多年冻土区青藏公路楚玛尔河段路基沉降变形研究 |
| 关键词： | 公路工程;冻土区路基;沉降变形;数值模拟 |
| 摘要： | 因全球气候变暖及黑色沥青路面的聚热效应，青藏公路多年冻土区路基的沉降变形将会进一步加剧，且在路基左右两侧的阴阳坡效应影响下，路基的沉降变形也会表现出不均匀性，其对车辆行驶的舒适性和安全性将产生重大影响。 本文以青藏公路楚玛尔河监测断面为研究对象，通过室内试验研究、现场监测数据分析及有限元数值模拟相结合，研究了青藏公路粘土在冻、融条件下的力学特性及路基沉降变性规律。得出的主要结论如下: (1)常温条件下，粘土的含水量低于13％时，其应力-应变曲线表现为应变软化状态，呈脆性破坏;而当含水量高于13％时，其应力-应变曲线表现为应变硬化，呈塑性破坏;含水量由9％增加到17％，粘土的粘聚力和内摩擦角呈减小趋势，而其弹性模量表现为先减小而后逐渐趋于稳定的趋势。 (2)含水量为13％，经12次冻融循环后，粘土的应力-应变曲线表现为应变硬化状态，呈塑性破坏;随着冻融循环次数的增加，粘聚力、内摩擦角和弹性模量表现为先减小后增大的趋势，经7～8次冻融循环后，其达到最小值。 (3)含水量为13％，冻结温度为-1℃、-2℃，粘土的应力-应变曲线表现为应变软化状态，冻结温度为-3℃、-4℃，其应力-应变曲线表现为应变硬化状态;随着冻结温度的降低，粘土的粘聚力和内摩擦角表现为先增大而后逐渐趋于稳定的趋势，而其弹性模量呈增加的趋势。 (4)冻结温度为-3℃，含水量由14％增加到18％，粘土的粘聚力、内摩擦角和弹性模量表现为减小的趋势。 (5)楚玛尔河现场温度场及变形监测结果分析表明，路基的稳定性主要受沉降变形影响;左侧路基面变形主要由季节活动层在经冻融循环作用下引起，而右侧路基面的变形主要因高温冻土层的蠕变引起;热棒对高温冻土的变形控制有明显的积极作用。 (6)路基的热-力耦合数值计算结果分析表明，路基中心、路肩及坡脚在20年后沉降量分别为123mm、101mm和54mm。 |
| 作者： | 隗新宇 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 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： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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