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多年冻土路基路面结构附加应力分析
| 论文题名： | 多年冻土路基路面结构附加应力分析 |
| 关键词： | 多年冻土地区;路基融沉;路面结构;融沉附加应力分析;有限元分析;温度场;公路建设 |
| 摘要： | 我国北方地区和青藏高原有大面积的多年冻土和季节冻土分布，该地区道路结构典型病害是路基的不均匀融沉变形，从而导致路面病害严重。本论文依托交通部西部交通重大科技攻关项目《多年冻土区公路修筑成套技术研究》(项目编号2002318000)，主要研究多年冻土地区路基路面结构融沉附加应力。 首先，考虑了多年冻土路基的湿度场和温度场的水热耦合作用，推导了冻土非饱和状态下的相变计算公式；利用ABAQUS有限元程序，模拟了青藏公路沿线的实际路基路面结构的温度场。计算结果表明，路基温度场变化过程中，都会出现融土核。 其次，根据多年冻土融化固结沉降的原理和多年冻土区建筑物结构的俄罗斯融化沉降量计算法，推导了多年冻土地区路基的融沉计算公式，并利用青藏铁路沿线试验确定了融沉计算所需参数；采用ABAQUS计算了特定温度场条件下的融化沉降量。结果表明，地基表面和路基表面的融化沉降量可用二次曲线表示。 再次，将二次融沉曲线作为路面结构的位移边界，采用ABAQUS计算了路面结构的融沉附加应力，并与无融沉时的结构响应进行了比较；针对融沉附加应力的影响因素，如结构垫层、基层、面层、碎石层的材料模量和厚度等进行了敏感性分析。结果表明，影响因素与附加应力基本呈线性关系。 最后，结合多年冻土地区路基路面结构的病害，简要分析了病害原因。分析了多年冻土地区合适的路基上下限和多年冻土地区沥青路面结构路基高度的计算值和合适值；提出了考虑冻土路基融沉的合理路面结构组合，为不同融沉、荷载工况下的冻土地区推荐了不同的路面结构类型。 |
| 作者： | 钱霞 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 黄晓明 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2008 |
| 正文语种： | 中文 |
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