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青藏铁路安多段片石通风路基形态与温度场研究
| 论文题名： | 青藏铁路安多段片石通风路基形态与温度场研究 |
| 关键词： | 青藏铁路;多年冻土;片石通风路基;地温场;数值模拟;铁路路基 |
| 摘要： | 片石通风路基是一种主动保护多年冻土的工程措施，以片石及内部空气作为热传导和热对流介质而主动调控地温，已在青藏铁路建设中得到了广泛的应用和研究。而在多年冻土区内斜坡地段的片石路基尚未引起足够的重视，本文以青藏铁路安多段斜坡片石路基试验段为研究背景，通过分析比较试验段天然地温场和路基地温场的特征，研究倾斜式片石路基的工作机理和致冷效果。在全球气温变暖的大气候环境背景下，模拟及预测了该试验段片石通风路基20年内的地温变化特征，并改变片石路基厚度和倾角等设计参数，分析不同参数下片石斜坡路基的致冷效果，提供较经济、合理的参数。通过对以上工作的研究，得到如下结论： 1．随着时间的增加，片石通风路基主动降温效果明显，片石通风路基在阴阳坡地温存在差异，阳面地温比阴面地温相对较高，可造成路基不均匀融沉。 2．考虑气候变暖的影响，利用所建模型对片石路基修筑后20年的温度场变化进行预测表明：片石路基左、右路肩及中心最大融化深度基本不变，但阳面边坡坡脚下最大融化深度呈下降趋势，这会对路基的稳定性带来不利影响，需要采取其他措施进行补强。 3．片石层厚度的变化对冻土的上限位置抬升幅度存在影响，地基中冻土上限的抬升幅度总体表现为随片石层厚度的增加而增加，体现出片石层内空气对流换热的作用，有利于对地基的制冷，但是随着片石厚度的增加，片石层顶底温度梯度减小。综合从工程经济、施工便利及减小暖季风力作用下片石层内空气的受迫对流，达到保护冻土的目的，1.2m厚的片石已达到要求。 4．片石层的倾角变化对冻土的上限位置抬升幅度存在影响，片石层顶底部的温度大致呈现正弦变化规律，说明外界气温变化影响冻土内部的温度变化，并且有相同的变化趋势；此外，地面坡角也影响片石通风路基的作用效果，倾角越大，降温效果越好，但是温度梯度减小。此外，片石层倾角过大，不利于路基的稳定和温度场分布的对称性。实际的倾角尺寸适应了当地的地形而且没有造成不利的温度场分布。 |
| 作者： | 许国光 |
| 专业： | 地质工程 |
| 导师： | 王连俊 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 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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