高溫—高含冰量?jī)鐾镣L(fēng)管路基穩(wěn)定性分析
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【摘要】：隨著全球氣候變暖,青藏高原多年凍土將逐步退化成高溫凍土。修筑在凍土上的道路工程將因凍土溫度的變化,其穩(wěn)定性也將受到影響。高溫-高含冰量?jī)鐾磷鳛楦邷貎鐾恋囊环N特殊的類型,其具有溫度敏感性大、變形能力強(qiáng)的特點(diǎn),更容易引起路基發(fā)生病害。在多年凍土區(qū)已修建的道路工程中采用碎石路基、通風(fēng)管路基、保溫板和遮陽(yáng)板等措施防止多年凍土退化。本文選取通風(fēng)管路基為研究對(duì)象,研究高溫-高含冰量?jī)鐾料峦L(fēng)管路基穩(wěn)定性的影響。本文以青海省內(nèi)某公路的通風(fēng)管路基段為依托。在有、無(wú)滲流情況下,通過(guò)將通風(fēng)管邊界溫度設(shè)置成最高溫度不變、最低溫度階梯狀的變化形式,對(duì)路基溫度場(chǎng)進(jìn)行模擬分析。并在溫度場(chǎng)的基礎(chǔ)上對(duì)通風(fēng)管路基的穩(wěn)定性進(jìn)行分析,主要進(jìn)行了以下幾個(gè)方面的研究:(1)在通風(fēng)管邊界溫度設(shè)置成最低溫度依次增加、最高溫度保持不變的形式的基礎(chǔ)上,進(jìn)行路基溫度場(chǎng)數(shù)值計(jì)算。本文設(shè)置條件下的通風(fēng)管具有與傳統(tǒng)設(shè)置條件下通風(fēng)管良好的降溫效果,且路基下凍土表現(xiàn)出溫度分布上的橫向不均勻性。(2)通過(guò)路基的陰陽(yáng)坡與通風(fēng)管不同形式的組合分析得出:路基的陰陽(yáng)坡效應(yīng)不同程度的影響著通風(fēng)管的降溫效率。路基的陰陽(yáng)坡效應(yīng)對(duì)于路基溫度場(chǎng)的影響較大,陽(yáng)坡可以明顯的加熱路基土體的溫度,陰坡可以明顯的降低路基土體的溫度,加劇了路基下凍土溫度橫向的不均勻性。(3)在滲流的情況下,攜帶熱量的入滲水分加深了凍土的融化深度,凍土上限均有不同程度的下降。在通風(fēng)管邊界最低溫度依次增加、最高溫度保持不變的條件下,水分的入滲加劇了路基下凍土溫度橫向的不均勻性。(4)路基邊坡穩(wěn)定性的數(shù)值計(jì)算分析中得出:在融化期,不管采用何種材料進(jìn)行填筑路基,隨著融化深度的增加,邊坡穩(wěn)定系數(shù)都隨之降低,降低的幅度越來(lái)越大。在相同的融化時(shí)間,隨著路基邊坡坡度的增加,路基邊坡的穩(wěn)定系數(shù)也隨之降低,降低的幅度隨時(shí)間而減緩。在高溫-高含冰量?jī)鐾羺^(qū)路基采用1:1.75邊坡坡度,其穩(wěn)定性最好,當(dāng)采用1:1.25時(shí),路基邊坡穩(wěn)定性最差。(5)對(duì)于通風(fēng)管路基,兩種斷面的邊坡穩(wěn)定性具有相似的規(guī)律,都是隨著融化時(shí)間的增加,邊坡穩(wěn)定系數(shù)也隨之減小;隨著邊坡坡度的增加,其邊坡穩(wěn)定系數(shù)也隨之減小。(6)通過(guò)對(duì)通風(fēng)管路基兩種不同斷面的邊坡穩(wěn)定分析;發(fā)現(xiàn)兩種不同的破壞形式,即坡腳破壞和坡肩破壞。坡腳發(fā)生破壞的機(jī)理為:高溫-高含冰量?jī)鐾翉?qiáng)度較低,不足以承受上部傳遞的荷載,且高溫-高含冰量?jī)鐾辆哂休^強(qiáng)的變形能力和較低抗剪強(qiáng)度,因此在坡腳處發(fā)生破壞,直至滑動(dòng)面貫穿整個(gè)路基。在坡腳處的土體受到推擠形成隆起。坡肩發(fā)生破壞是由于:經(jīng)歷凍融循環(huán)的土體強(qiáng)度減小,凍融交界面的鏡面作用和融化區(qū)水分的影響,在荷載的作用下邊坡發(fā)生破壞。
【學(xué)位授予單位】：重慶交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U416.1
【參考文獻(xiàn)】
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，本文編號(hào)：1272003
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