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水热变化对冻土路基变形稳定性的影响研究
| 论文题名： | 水热变化对冻土路基变形稳定性的影响研究 |
| 关键词： | 公路工程;多年冻土路基;水热变化;变形规律 |
| 摘要： | 我国的多年冻土分布面积约占世界多年冻土面积的10％,是世界上第三大冻土大国。冻土是一种对温度敏感和易变的特殊工程土类,它是在地壳内热源和外热源的综合作用下形成、发展、退化及消亡的。在多年冻土地区兴建公路会受到冻土稳定性的影响。由于多年冻土地区特殊的气候、地质条件和与公路工程相互作用等特点,在多年冻土地区修建道路是世界公认的难题。特别是铺设沥青路面以来,由于天然蒸发通道的阻断及路面的吸热性质,导致冻土上限下降速率增大。随着多年冻土升温与退化,使得沿线道路病害发生强烈,路基的不均匀变形、冻融开裂、波浪、纵向裂缝等现象时有发生。 冻土路基内部水分温度的分布变化是影响冻土路基稳定性的主要因素。本文以青藏公路五道梁段冻土路基为研究对象,分析研究冻土路基温度场,水分场的变化,以此为基础研究冻土路基的变形场,揭示变形的分布规律,研究冻土路基变形破坏的机理。 1.多年冻土地区路基温度场与一般路基温度场变化不同,必须考虑路基内部土体水分相变对温度场变化的影响,因此建立考虑相变的非稳态温度场控制方程。以中国科学院寒区旱区环境与工程研究所对青藏公路典型断面五年半的实测温度资料为依据,建立第一类边界条件下的冻土路基温度场模型,研究温度场的变化规律。 2.水分迁移和变化是影响冻土路基稳定性的另一个重要方面,冻土路基的冻胀变形和融沉变形都是水分迁移变化的结果。研究冻土路基水分场的变化,为冻土路基变形场的研究做基础。 3.水热变化导致冻土路基变形稳定性发生变化,根据温度场和水分场的计算结果,研究青藏公路五道梁段路基在冬季的冻胀变形和在融化季节考虑降雨入渗作用下的融沉变形。分析研究路基变形规律,揭示冻土路基破坏机理。 本文的研究成果进一步揭示了冻土路基水热变化导致路基变形的机理,为防治青藏公路冻土路基病害提供了一定的理论依据,对进一步研究冻土路基的稳定性有一定的借鉴意义。 |
| 作者： | 任少博 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 支喜兰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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