由于氣候變暖,全球高溫凍土正處于不斷退化狀態(tài)。以我國(guó)東北島狀多年凍土地區(qū)為例,凍土的融化引起了公路、鐵路、機(jī)場(chǎng)、房建等基礎(chǔ)設(shè)施的不均勻沉降,嚴(yán)重影響了上部結(jié)構(gòu)的耐久性和穩(wěn)定性。目前,既有熱棒、清表+碎石回填、保溫板、通風(fēng)路基等“保護(hù)凍土”的技術(shù)不適用于退化凍土場(chǎng)地;而且,以挖除、電或蒸汽加熱等“破壞凍土”的方式工程量大,不利于保障多年凍土環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。本文立足于東北地區(qū)高溫凍土退化嚴(yán)重的事實(shí),依托漠河-北極村公路,提出采用加筋熱融樁復(fù)合地基的形式預(yù)融破壞多年凍土的方式;采用數(shù)值模擬的方法,探明水分、溫度及荷載作用下加筋熱融樁復(fù)合地基在施工預(yù)融階段和運(yùn)營(yíng)階段溫度場(chǎng)、變形場(chǎng)的演化規(guī)律,以期解決凍土持續(xù)退化而導(dǎo)致的地基沉降問題。主要研究?jī)?nèi)容和成果如下:首先推導(dǎo)了加筋熱融樁復(fù)合地基的溫度場(chǎng)及變形場(chǎng)控制方程,建立了多年凍土環(huán)境下溫度場(chǎng)及變形場(chǎng)的有限元模型,并基于模型試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)結(jié)果驗(yàn)證了數(shù)值模型的合理性和準(zhǔn)確性。進(jìn)而建立了加筋熱融樁復(fù)合地基溫度場(chǎng)數(shù)值模型,研究了加筋熱融樁復(fù)合地基的預(yù)融效果及在公路運(yùn)營(yíng)期間地基溫度場(chǎng)的演化規(guī)律;通過改變地基的設(shè)計(jì)參數(shù),對(duì)比生石灰放熱溫度、樁間距、樁徑和初始平... 

【文章頁(yè)數(shù)】：87 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題背景與研究意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 多年凍土路基穩(wěn)定控制技術(shù)
        1.2.2 樁體復(fù)合地基研究現(xiàn)狀
    1.3 研究?jī)?nèi)容與技術(shù)路線
第2章 凍土環(huán)境下加筋熱融樁地基溫度場(chǎng)模型及驗(yàn)證
    2.1 引言
    2.2 考慮相變的凍土地基溫度場(chǎng)有限元模型
        2.2.1 模型假設(shè)
        2.2.2 有限元模型
        2.2.3 初始值與邊界條件
    2.3 模型的驗(yàn)證
        2.3.1 試驗(yàn)概況
        2.3.2 計(jì)算結(jié)果及驗(yàn)證
    2.4 本章小結(jié)
第3章 加筋熱融樁融化凍土的熱效應(yīng)研究
    3.1 引言
    3.2 加筋熱融樁復(fù)合地基溫度場(chǎng)數(shù)值模擬
        3.2.1 數(shù)值計(jì)算模型
        3.2.2 計(jì)算結(jié)果及分析
    3.3 預(yù)融效果的影響因素分析
        3.3.1 加筋熱融樁峰值溫度
        3.3.2 加筋熱融樁樁間距
        3.3.3 地基施工季節(jié)
        3.3.4 多年凍土地基初始地溫
    3.4 本章小結(jié)
第4章 退化凍土環(huán)境下路基融化變形模型及驗(yàn)證
    4.1 引言
    4.2 退化凍土環(huán)境下路基融化固結(jié)數(shù)值模型
        4.2.1 基本假設(shè)
        4.2.2 凍土融化效應(yīng)
        4.2.3 Biot固結(jié)及有限元求解
    4.3 模型的驗(yàn)證
        4.3.1 漠北公路路基監(jiān)測(cè)
        4.3.2 漠北公路地基變形場(chǎng)數(shù)值模型
        4.3.3 數(shù)值計(jì)算結(jié)果及分析
    4.4 本章小結(jié)
第5章 退化凍土加筋熱融樁復(fù)合地基變形演化規(guī)律
    5.1 引言
    5.2 加筋熱融樁復(fù)合地基變形場(chǎng)數(shù)值模型
    5.3 數(shù)值計(jì)算結(jié)果及分析
        5.3.1 預(yù)融階段變形場(chǎng)分析
        5.3.2 預(yù)融階段流速場(chǎng)及水頭分析
        5.3.3 運(yùn)營(yíng)階段地基沉降分析
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
    一、結(jié)論
    二、展望
    三、創(chuàng)新點(diǎn)
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]灰土樁加固既有鐵路路基關(guān)鍵技術(shù)研究[J]. 于貴,李星,舒中文,甄作林,江亞男.  鐵道工程學(xué)報(bào). 2018(11)
[3]高鐵復(fù)合結(jié)構(gòu)路基荷載傳遞及沉降數(shù)值模擬[J]. 呂璽琳,馬泉.  鐵道工程學(xué)報(bào). 2018(07)
[4]石灰樁對(duì)凍土地基預(yù)融效果模型試驗(yàn)研究[J]. 王興,熊治文,劉德仁,韓龍武,程佳.  鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì). 2018(04)
[5]石灰樁融化島狀多年凍土的試驗(yàn)研究[J]. 金蘭,程佳,孟進(jìn)寶,趙相卿,江凱,王興.  鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì). 2017(12)
[6]典型凍土路基變形調(diào)控措施應(yīng)用效能分析[J]. 樊凱,俞祁浩,李金平,朱東鵬.  公路交通科技. 2017(10)
[7]凍土動(dòng)力學(xué)研究的現(xiàn)狀及展望[J]. 陳敦,馬巍,趙淑萍,穆彥虎.  冰川凍土. 2017(04)
[8]中俄東線島狀多年凍土現(xiàn)狀及退化原因[J]. 任海賓,陳光聯(lián),黃文杰,呂寶輝.  油氣儲(chǔ)運(yùn). 2017(12)
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[10]高溫凍土區(qū)高速公路特殊結(jié)構(gòu)路基地溫分布特征及降溫效果分析[J]. 邰博文,劉建坤,房建宏,劉暉,田亞護(hù).  巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2017(S1)

碩士論文
[1]黑龍江島狀多年凍土地區(qū)路基處治措施研究[D]. 崔云財(cái).長(zhǎng)安大學(xué) 2012
[2]石灰樁對(duì)島狀凍土地基的預(yù)融效果試驗(yàn)研究[D]. 王興.蘭州交通大學(xué) 2018
[3]漠北公路路基融沉演化規(guī)律與控制方法[D]. 范鈾凱.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2019



本文編號(hào)：3710033