草原湿地季节性冻土路基力学与变形特性研究

摘要

本文结合郎川公路工程,基于室内模型试验和数值模拟方法,对草原季节性冻土路基的力学与变形特性进行了研究,主要研究成果如下所述:
　　(1)室内模型试验结果表明,路基高度为2m时,隔离层宜设置在距路面以下1.0～1.5m处,即路基表面以下0.5~1.0m处,且应高于地表水20cm,其厚度为10～20cm。
　　(2)数值模拟分析表明,冬季路基填土发生冻胀时,路基内部温度沿路基中轴线基本呈轴对称分布;夏季路基填土发生融沉时,由于路基边坡两侧日照情况不同,路基内部温度则沿路基中轴线呈非对称分布,且随着气温升高,路基内部冻结层开始由上向下逐渐解冻。
　　(3)数值模拟分析表明,融沉对季节性冻土路基稳定性最为不利。路基发生融沉时,其沉降变形较大,且由路面向下逐渐减小,路面和基层整体最大沉降量达100mm,且路基和地基沉降量随深度线性减小。在路基与地基接触处设置隔离层能有效提高路基稳定性,考虑到地水位影响,隔离层应设置于地面以上0.1m~0.2m。
　　(4)室内模型试验结果表明,提高路基高度有助于增加其强度和稳定性,但提高路基高度不能完全保证路基的预期干湿状态,且提高路基高度致使工程造价提高,破坏草原湿地生态环境,因此其并不可取。对于草原湿地季节性冻土路基,为保证其稳定性,若不设隔离层,路基高度应在1.5m以上;设置隔离层后,路基高度一般为1.0m左右。

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第一章 绪论

1.1 目的与意义

1.2 国内外研究现状

1.3 主要研究内容与方法

第二章 草原湿地季节性冻土的工程特性

2.1 概述

2.2 草原湿地概况

2.3 工程特点

第三章 季节性冻土路基工程特性的室内模型试验

3.1概述

3.2模型设计

3.3 试验成果分析

3.4 工程建议

3.5 小结

第四章 季节性冻土路基温度场变化的数值模拟分析

4.1 概述

4.2 模型建立

4.3 模拟方案

4.4计算成果与分析

4.5 小结

第五章 季节性冻土路基力学及变形的数值模拟分析

5.1 概述

5.2 计算方法

5.3 计算成果与分析

5.4 小结

第六章 季节性冻土路基合理隔离层设置技术

6.1 概述

6.2 基本原则

6.3 设置方法

6.4 小结

第七章 结论与建议

7.1 主要结论

7.2 进一步工作建议

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果

致谢