本文關鍵詞：多年凍土區(qū)高等級公路路基路面結構變形特性研究

  更多相關文章： 多年凍土地區(qū) 路基路面結構變形特性 數(shù)值模型 溫度場 位移場

【摘要】：青藏高原多年凍土區(qū)為高海拔、輻射強、氣溫低、溫差大、各類凍土廣泛分布的特殊自然環(huán)境,致使路基路面性能衰變相對較快,誘發(fā)了裂縫、車轍、不均勻變形等病害,降低道路使用性能。本文采用現(xiàn)場測試、數(shù)值模擬的方法,對路基路面結構內(nèi)溫度場、位移場展開研究,分析了青藏高原多年凍土區(qū)高等級公路路基路面結構變形特性。以青藏高原多年凍土區(qū)G109青藏公路和G214青康公路為依托,分析了道路沿線氣溫、輻射、降雨、凍土類型等自然環(huán)境特征;基于現(xiàn)場調(diào)研歸納分析了多年凍土區(qū)路基路面典型結構及道路病害類型。建立了伴有相變的非穩(wěn)態(tài)溫度場、水分場及流固熱耦合控制方程;以共玉高速試驗段K629+800~K634+200為典型路段,選取半剛性基層瀝青路面、復合式基層瀝青路面和柔性基層瀝青路面結構,建立了多年凍土區(qū)路基路面結構數(shù)值模型。基于現(xiàn)場調(diào)研,分析了共玉高速K629+800~K634+200試驗段彎沉、路面變形及病害分布特征,綜合考慮承載力、路面抗變形、抗開裂等因素,評價多年凍土區(qū)試驗路段路面結構路用性能,結果表明復合式基層瀝青路面(4%水穩(wěn)碎石、2%水穩(wěn)碎石試驗段)性能最好;柔性基層瀝青路面(級配碎石、土工格室試驗段)次之�；趦鐾羺^(qū)路基路面結構數(shù)值計算模型,確定典型路段溫度、水分、荷載及位移的邊界條件和模型計算參數(shù),數(shù)值計算路基路面結構的位移變形,并與調(diào)研實測結果進行比較,驗證所建路基路面數(shù)值模型的正確合理性。數(shù)值計算分析了半剛性基層瀝青路面、復合式基層瀝青路面、柔性基層瀝青路面結構的溫度場變化特性,結果表明復合式基層路面結構在提高0℃凍結線、減小凍土融化等方面效果最佳。計算分析不同路面結構位移場變化規(guī)律可知,多年凍土區(qū)復合式基層路面結構變形小于半剛性基層路面結構及柔性基層路面結構。計算分析了寬幅、窄幅復合式基層路面結構的溫度場、位移場及路表沉降,可知寬幅路基路面結構有著顯著的“吸熱、聚熱、保溫”效應,其路基內(nèi)部存在著范圍廣、溫度高的高溫區(qū),結構變形大于窄幅道路結構。
【關鍵詞】：多年凍土地區(qū) 路基路面結構變形特性 數(shù)值模型 溫度場 位移場
【學位授予單位】：長安大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U416.01
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-20
• 1.1 研究背景與意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-17
• 1.2.1 凍土區(qū)路面結構與材料研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.2 凍土區(qū)路基結構研究現(xiàn)狀14-15
• 1.2.3 水-熱-力三場耦合研究現(xiàn)狀15-16
• 1.2.4 研究現(xiàn)狀分析16-17
• 1.3 主要研究內(nèi)容與技術路線17-20
• 1.3.1 主要研究內(nèi)容17-18
• 1.3.2 技術路線圖18-20
• 第二章 青藏高原多年凍土區(qū)自然環(huán)境與路況研究20-42
• 2.1 青藏高原氣候環(huán)境20-31
• 2.1.1 降雨分析21-24
• 2.1.2 氣溫分析24-27
• 2.1.3 輻射分析27-28
• 2.1.4 地溫分布28-30
• 2.1.5 凍土深度30-31
• 2.1.6 風速風向31
• 2.2 青藏高原多年凍土區(qū)道路沿線凍土類型及分布31-35
• 2.2.1 G109沿線凍土類型及分布32-33
• 2.2.2 G214沿線凍土類型及分布33-35
• 2.3 青藏高原多年凍土區(qū)道路典型結構35-37
• 2.3.1 路面典型結構35-36
• 2.3.2 路基典型結構36-37
• 2.4 青藏高原多年凍土區(qū)道路病害分析37-41
• 2.4.1 路面結構病害37-38
• 2.4.2 路基結構病害38-40
• 2.4.3 路基路面病害成因簡析40-41
• 2.5 小結41-42
• 第三章 多年凍土區(qū)路基路面結構數(shù)值模型建立42-57
• 3.1 Flac3D數(shù)值求解簡介42-44
• 3.1.1 基本介紹42
• 3.1.2 Flac3D的使用特征42-43
• 3.1.3 Flac3D的求解流程43-44
• 3.2 模型控制方程44-50
• 3.2.1 溫度場控制方程44-46
• 3.2.2 水分場控制方程46-49
• 3.2.3 流固熱耦合控制方程49-50
• 3.3 模型邊界條件50-51
• 3.3.1 溫度場邊界條件50-51
• 3.3.2 水分場邊界條件51
• 3.4 路基路面結構數(shù)值模型51-56
• 3.4.1 共玉高速路面結構52-53
• 3.4.2 路基路面結構數(shù)值模型53-56
• 3.5 本章小結56-57
• 第四章 多年凍土區(qū)路基路面結構數(shù)值模型驗證57-76
• 4.1 共玉高速典型路段測試分析57-65
• 4.1.1 路面彎沉測量57-59
• 4.1.2 路基路面變形檢測59-63
• 4.1.3 路面病害統(tǒng)計63-64
• 4.1.4 測試綜合分析64-65
• 4.2 路基路面結構位移場數(shù)值模擬65-74
• 4.2.1 建立路基路面結構位移場數(shù)值模型65-66
• 4.2.2 確定模型邊界條件及初始條件66-69
• 4.2.3 確定模型參數(shù)69-71
• 4.2.4 位移場模擬結果分析71-74
• 4.3 路基路面結構位移場數(shù)值模擬與典型路段測試對比分析74-75
• 4.4 小結75-76
• 第五章 多年凍土區(qū)高等級公路結構變形特性數(shù)值分析76-94
• 5.1 路基路面結構溫度場模擬76-88
• 5.1.1 建立路基路面結構溫度場數(shù)值模型76
• 5.1.2 溫度場模擬結果分析76-88
• 5.2 寬幅路基路面結構數(shù)值分析88-92
• 5.2.1 建立寬幅路基路面結構數(shù)值模型88-89
• 5.2.2 寬幅路基路面結構溫度場云圖89-90
• 5.2.3 寬幅路基路面結構位移場云圖90-92
• 5.3 多年凍土地區(qū)路基路面結構變形特性綜合分析92-93
• 5.4 小結93-94
• 結論與建議94-96
• 主要結論94-95
• 進一步研究建議95-96
• 參考文獻96-101
• 攻讀學位期間取得的研究成果101-102
• 致謝102

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王家東,梁波,葛建軍,曹元平;淺析懸臂式擋土墻在多年凍土區(qū)路塹工程中的適應性[J];路基工程;2003年03期

2 孫立平;;青藏鐵路多年凍土區(qū)熱棒的施工技術[J];冰川凍土;2007年01期

3 葛建軍;;氣候變暖對青藏鐵路多年凍土區(qū)路基影響分析[J];路基工程;2008年03期

4 朱兆榮;李勇;薛春曉;韓龍武;;1976-2010年青藏鐵路沿線多年凍土區(qū)降水變化特征[J];冰川凍土;2011年04期

5 廖勝明;熱棒——多年凍土區(qū)路基保護技術[J];鐵道知識;2004年02期

6 田亞護,劉建坤,錢征宇,何平;多年凍土區(qū)含保溫夾層路基溫度場的數(shù)值模擬[J];中國鐵道科學;2002年02期

7 答治華,馬輝;青藏高原多年凍土區(qū)鐵路修筑中值得注意的幾個問題[J];鐵道工程學報;2002年01期

8 答治華,童長江;建立青藏鐵路多年凍土區(qū)工程的監(jiān)測體系的必要性[J];鐵道工程學報;2002年02期

9 馬天明;青藏鐵路多年凍土區(qū)涵洞基礎施工技術[J];鐵道標準設計;2003年04期

10 張順忠,李放陽;青藏鐵路多年凍土區(qū)路塹的設計與施工[J];鐵道建筑;2003年03期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 曹玉新;;青藏鐵路多年凍土區(qū)擋水埝施工技術[A];中國交通土建工程學術論文集（2006）[C];2006年

2 曹元平;;青藏鐵路多年凍土區(qū)通風管路基[A];科技、工程與經(jīng)濟社會協(xié)調(diào)發(fā)展——中國科協(xié)第五屆青年學術年會論文集[C];2004年

3 曹元平;;青藏鐵路多年凍土區(qū)通風管路基[A];快速提升鐵路建設與裝備現(xiàn)代化技術促進鐵路跨越式發(fā)展——中國科協(xié)第五屆青年學術年會第九分會場論文集[C];2004年

4 賈燕;;柴木鐵路多年凍土區(qū)沼澤化斜坡路基設計[A];中國鐵道學會鐵道工程學會工程地質(zhì)與路基專業(yè)委員會第二十三屆年會論文集[C];2012年

5 林戰(zhàn)舉;牛富俊;許健;;多年凍土區(qū)青藏鐵路沿線次生凍融災害及成因初步分析[A];第八屆全國工程地質(zhì)大會論文集[C];2008年

6 李成;;青藏鐵路凍土工程有關問題的探討[A];中國鐵道學會工程地質(zhì)與路基專業(yè)委員會第21屆年會暨學術交流會論文集[C];2007年

7 胡薇;;高寒多年凍土區(qū)耐久性混凝土技術淺析[A];“粵京港滬”四鐵道學會第九屆學會年會論文集[C];2005年

8 原思成;張魯新;張學富;賴遠明;;青藏鐵路多年凍土區(qū)現(xiàn)澆混凝土涵洞基礎水化熱對路基熱狀況影響[A];巖石力學新進展與西部開發(fā)中的巖土工程問題——中國巖石力學與工程學會第七次學術大會論文集[C];2002年

9 程紅彬;;青藏鐵路多年凍土區(qū)路基填筑技術探討[A];錨固與注漿新技術——第二屆全國巖石錨固與注漿學術會議論文集[C];2002年

10 沈宇鵬;許兆義;王連俊;魏慶朝;;多年凍土區(qū)站場路基的熱水力耦合分析[A];可持續(xù)發(fā)展的中國交通——2005全國博士生學術論壇（交通運輸工程學科）論文集（下冊）[C];2005年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 記者 賈明　通訊員 馮萍;我省設立多年凍土區(qū)公路建養(yǎng)研究觀測基地[N];青海日報;2010年

2 王玉;向科學高峰登攀[N];中國鐵道建筑報;2004年

3 錢 方 趙志中;青藏鐵路穿越世界屋脊[N];大眾科技報;2003年

4 記者　 郭姜寧;青藏鐵路通車,風火山凍土觀測站立功[N];科技日報;2006年

5 高峻;鐵一院在青藏鐵路勘察設計中實現(xiàn)多項創(chuàng)新[N];陜西日報;2009年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 熊治文;青藏鐵路多年凍土區(qū)橋梁墩臺變形機理及其整治技術研究[D];中國鐵道科學研究院;2011年

2 馬立峰;動荷載條件下多年凍土區(qū)斜坡路基穩(wěn)定性研究[D];北京交通大學;2011年

3 楊讓宏;運營期青藏鐵路多年凍土區(qū)斜坡路堤穩(wěn)定性分析與評價研究[D];中國鐵道科學研究院;2010年

4 李永強;青藏鐵路運營期多年凍土區(qū)路基工程狀態(tài)研究[D];蘭州大學;2008年

5 馬輝;片碎石護坡結構維持青藏鐵路多年凍土區(qū)路基穩(wěn)定的作用機理和適應性研究[D];鐵道部科學研究院;2006年

6 王立娜;青藏鐵路多年凍土區(qū)列車行駛路基振動反應與累積永久變形[D];哈爾濱工業(yè)大學;2013年

7 王嬌月;凍融作用對大興安嶺多年凍土區(qū)泥炭地土壤有機碳的影響研究[D];中國科學院研究生院（東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所）;2014年

8 鄭鏑;青藏高原腹地多年凍土區(qū)典型地質(zhì)災害研究[D];中國地質(zhì)大學（北京）;2009年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張開健;地震作用下多年凍土區(qū)低緩坡度滑坡發(fā)育機理研究[D];上海交通大學;2015年

2 張現(xiàn)凱;黑河上游多年凍土區(qū)溫度升高對不同植被類型CO_2通量影響[D];蘭州大學;2016年

3 趙晨;多年凍土區(qū)寬幅路基溫度場規(guī)律研究[D];東南大學;2015年

4 王鐵權;多年凍土區(qū)高等級公路路基路面結構變形特性研究[D];長安大學;2016年

5 劉飛;滲流條件下多年凍土區(qū)斜坡路基穩(wěn)定性研究[D];北京交通大學;2009年

6 衛(wèi)競爭;青藏鐵路多年凍土區(qū)路基排水措施試驗及理論研究[D];北京交通大學;2013年

7 王s，

本文編號：723031