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季节冻土区路基水热盐运移规律的研究
| 论文题名： | 季节冻土区路基水热盐运移规律的研究 |
| 关键词： | 季节冻土区;公路路基;水分迁移方程;热量传递方程;盐分运移方程;有限元法 |
| 摘要： | 在我国，季节性冻土主要分布于北纬30°以北地区，约占国土面积的53.5％。季节冻土是一种含冰晶的特殊土水体系，由土颗粒、冰、孔隙水、汽组成的四相地质体。土的冻结，引起水分向冻结区迁移，由此引发的问题在农业、水资源、环境及人类工程的研究中占有相当重要的地位。季节性冻害一直是困扰我国北方地区道路建设的一个重要问题，常见的盐胀、冻胀及翻浆等现象都是由水分、热量、盐分的迁移引起的。随着寒区和极地资源的开发，工程的建设和环境保护的开展，路基土壤中水热盐运移的研究愈来愈引起人们的关注。正确认识季节冻土区路基冻胀、盐胀机理是道路发展和建设的需要，硫酸盐渍土是季节冻土区盐渍土中对工程建筑危害最典型的盐渍土。为了掌握路基土壤中的水热盐动态，有效控制路基土壤中的水热盐迁移过程，在研究路基土壤中水热盐迁移机制的基础上，本文做了以下研究工作： （1）本文在简化模型但又不影响迁移规律的原则下，根据能量守恒定律，分别建立了季节冻土区路基水分迁移、热量传递、盐分迁移的二维偏微分方程。 （2）通过对冻土系统中不同冻结时刻水分、温度、盐分动态变化规律的分析，得出土层内总体积含水量增大范围主要集中在土层上部1m以内，冻土段的温度梯度大于未冻土段，盐分随着温度和水分的变化表现出先增大后减小再增大的规律，并将计算结果与实测结果进行对比，验证了耦合模型的合理性。 （3）在有限差分时段内采用有限元法对路基的应力变形场进行求解，得出路基表面位移中心沉降量大，路基位置沉降量小且呈左右对称的规律。通过对第四、第五断面路基位移值的比较，可以看出路基中隔断层的设置能有效提高季节冻土区硫酸盐渍土路基的稳定性。 |
| 作者： | 廖云 |
| 专业： | 水工结构工程 |
| 导师： | 刘建军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 石河子大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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