季节冻土地区公路路基温度与变形特征分析

摘要

季节冻土地区路基季节性冻融灾害严重影响路基的使用和运营安全。研究路基及周边地区土体地温和变形的分布规律是季节性冻土地区公路路基稳定性分析的重要基础。以传热学和弹塑性变形理论为基础，推导出冻土路基温度-应力-变形的二维理论模型，实现季节冻土地区路基温度场和变形场的耦合分析；基于理论模型讨论了张掖地区季节冻土路基在未来气候模式下，路基阴阳坡效应、不同路基填料冻胀率综合作用下路基冻融过程中的变形和应力分布规律，提出了合理路基高度的选取；并以张掖地区季节冻土路基为例，提出针对季节冻土路基冻胀和横向不均匀变形病害的防治措施。
　　模拟计算结果表明：（1）线路东西走向导致的阴阳坡效应引起路基温度场的不对称分布，路基横向温度场的不对称导致显著的路基横向差异变形；（2）气候变暖有抑制路基冻胀变形和减小路基横向变形差异的作用；（3）根据张掖地区的气候和土性条件，合理路基高度取1.5m最为合适；（4）随着路基填料冻胀率的增大，路基竖向位移、横向差异变形随之增加，左、右路肩竖向位移将超过路基竖向变形允许值，影响行车安全。为保证路基水稳定性和变形要求，路基设计和施工时应尽量满足合理路基高度的要求和路基干湿类型的要求，并在场地润湿地段采取路基中下部铺设隔离层的方法，减少和防治路基冻融病害的发生。

目录

声明

第一章 绪论

1.1研究背景及意义

1.2国内外研究现状

1.3 研究内容与研究方法

第二章 季节冻土路基温度与变形分析理论模型构建

2.1 模型假设

2.2温度场控制方程

2.3土体应力-变形方程

2.4 边界条件

2.5模型求解

第三章 张掖地区季节冻土路基温度与变形分析

3.1引言

3.2数值模型参数

3.3气温升高对路基温度-变形影响

3.4合理路基高度的确定

3.5不同路基填料冻胀率对路基变形的影响

3.6路基冻胀变形控制

3.7小结

第四章 结论

4.1 主要结论

4.2 研究展望

参考文献

在学期间的研究成果

致谢