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青藏铁路五道梁地区片石气冷路基工程效果研究
| 论文题名： | 青藏铁路五道梁地区片石气冷路基工程效果研究 |
| 关键词： | 青藏铁路;多年冻土;片石气冷路基;工程地质;效果评估;土壤温度;自然对流 |
| 摘要： | 片石气冷路基结构利用内部传热机理最终有效得降低基底土体温度，保护了多年冻土，保证了冻土区路基结构的稳定性。片石层路基结构内部传热机理是空气对流效应和片石层颗粒之间接触式热传导的复合过程。在半封闭系统条件下，冬季风速大时片石层内产生的侧向强迫通风效应和风速小时自由对流效应为主的工作机理，有利于外部冷空气对片石层以下土体的侵入，但其降温效果比开放条件要差一些；夏季空气对流复合过程对热空气向片石层底部土体侵入的阻挡效果抵消了接触式热传导的负面效果，使片石层呈现隔热作用。 本文通过实体试验工程地温场观测数据和青藏铁路五道梁冻土区片石气冷路基典型地段地温场的观测数据证明了冬季的对流效应和夏季的热屏蔽效应对多年冻土的保护作用；同时通过五道梁冻土区路基变形观测和工程调查验证了多年冻土的热稳定性是路基稳定的根本性保证；最后，分析了不同气候条件对片石气冷结构降温效果的影响，预测了低温冻土区采用片石气冷路基结构的长期工程效果。 通过以上分析研究，本文认为冻土区路基的稳定性评价包括以下三个阶段：施工期热扰动及其消散期、建设期地温场稳定形成期和运营期地温场变化期，评价侧重地温场形态及发展趋势和季节融化层对路基工程状态影响两个方面。根据本文的评价观点和评价方法以五道梁冻土区路基工程为基础进行初步评价，认为低温冻土区采用的片石气冷路基结构在保护多年冻土，稳定地温场形态方面的工程效果是可靠的；片石层对上部填土传递的列车动荷载的消散作用和对寒冻风化裂缝的抑制作用保证了片石气冷路基季节融化层部分在冻融过程中的稳定，从而保证了列车平稳运行。 多年冻土区采用的片石气冷路基结构，在保证冻土区线路基础稳定和保证季节融化层工程稳定方面都具有特殊的可靠的工程效果。 |
| 作者： | 曹玉新 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 张鲁新 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2007 |
| 正文语种： | 中文 |
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