本文關(guān)鍵詞：高山草甸區(qū)路基土凍脹特性研究

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【摘要】：高山草甸區(qū)由于其特殊的地理環(huán)境,路基季節(jié)性凍融規(guī)律明顯。路基受季節(jié)性凍融作用,導(dǎo)致路面產(chǎn)生裂縫、翻漿等一系列病害,影響道路正常運(yùn)營,產(chǎn)生安全隱患。因此,有必要對高山草甸區(qū)路基土凍脹特性進(jìn)行研究,為研究路基凍脹發(fā)生及發(fā)展機(jī)理提供參考,為提出道路防凍脹措施提供借鑒。本文依托高山草甸區(qū)貢覺至芒康公路改擴(kuò)建工程,通過室內(nèi)試驗與有限元數(shù)值分析,對路基土凍脹特性進(jìn)行研究,重點研究凍脹過程中土內(nèi)水、熱、力三場變化規(guī)律。主要研究內(nèi)容如下:(1)總結(jié)路基凍脹機(jī)理、凍結(jié)試驗、數(shù)學(xué)模型及數(shù)值分析等方面研究成果,結(jié)合高山草甸區(qū)道路路基工程特點,確定研究內(nèi)容及研究思路。(2)研究路基土的基本物理力學(xué)性質(zhì),基于土的物理組成,參考室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)試驗設(shè)備,設(shè)計并制作適用于高山草甸區(qū)路基土特性的室內(nèi)凍結(jié)試驗系統(tǒng)。(3)分析路基土凍脹影響因素,從外界溫度、凍結(jié)方式、土內(nèi)細(xì)顆粒含量及起始含水率等方面設(shè)計室內(nèi)凍結(jié)試驗方案,共進(jìn)行24組室內(nèi)試驗,得到不同試驗條件下,路基土凍結(jié)過程中溫度、水分、位移分布及變化規(guī)律。(4)評價路基土的凍脹特性,回歸分析路基土凍脹變形率,得到不同凍結(jié)方式,凍脹變形率回歸方程,并分析凍脹變形率影響因素。(5)參考凍土水、熱、力基本方程,引入動態(tài)平衡關(guān)系,建立路基土凍結(jié)過程三場耦合數(shù)學(xué)模型,將數(shù)學(xué)模型引入有限元分析軟件,分別建立單向凍結(jié)、周圍凍結(jié)二維數(shù)值計算模型,驗證模型的可行性�；诜抡嬗嬎�,對凍結(jié)過程中土內(nèi)物理場的變化規(guī)律進(jìn)行研究。本文研究成果可為進(jìn)一步研究高山草甸區(qū)路基凍脹機(jī)理提供參考,為研究高山草甸區(qū)路基凍脹防治措施提供借鑒。
【關(guān)鍵詞】：高山草甸區(qū)路基 凍脹特性 室內(nèi)凍脹試驗 耦合模型 數(shù)值分析
【學(xué)位授予單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U416.16
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-17
• 1.1 研究目的和意義9
• 1.2 研究背景9-10
• 1.3 凍脹的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-15
• 1.3.1 凍脹機(jī)理及試驗研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3.2 凍脹模型的研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3.3 凍土數(shù)值分析的研究現(xiàn)狀14-15
• 1.4 本文的研究內(nèi)容及研究思路15-17
• 1.4.1 研究內(nèi)容15-16
• 1.4.2 技術(shù)路線16-17
• 第二章 依托工程概況及路基土物理力學(xué)性質(zhì)17-26
• 2.1 依托工程的基本概況17-19
• 2.1.1 依托工程的氣候及水文地質(zhì)條件17-18
• 2.1.2 依托工程附近現(xiàn)有道路凍脹病害描述18-19
• 2.2 路基土的物質(zhì)組成19-21
• 2.2.1 土的粒度成分19-20
• 2.2.2 土的礦物成分20-21
• 2.2.3 土的易溶鹽成分21
• 2.3 路基土的力學(xué)性質(zhì)21-25
• 2.3.1 擊實試驗22-23
• 2.3.2 回彈模量試驗23-24
• 2.3.3 承載比（CBR）試驗24-25
• 2.4 本章小結(jié)25-26
• 第三章 路基土凍脹特性室內(nèi)試驗26-34
• 3.1 室內(nèi)試驗系統(tǒng)26-29
• 3.1.1 試驗監(jiān)測的內(nèi)容26
• 3.1.2 試驗系統(tǒng)的設(shè)計26-27
• 3.1.3 試驗系統(tǒng)的組成27-29
• 3.2 室內(nèi)試驗方案29-33
• 3.2.1 土凍脹影響因素29-30
• 3.2.2 室內(nèi)試驗方案的設(shè)計30-32
• 3.2.3 室內(nèi)試驗土樣的制備32-33
• 3.3 本章小結(jié)33-34
• 第四章 路基土凍脹特性試驗結(jié)果分析34-64
• 4.1 單向凍結(jié)試驗結(jié)果分析34-53
• 4.1.1 單向凍結(jié)，溫度場分析34-41
• 4.1.2 單向凍結(jié)，水分場分析41-47
• 4.1.3 不同試驗條件，單向凍結(jié)深度的確定47-50
• 4.1.4 單向凍結(jié)，凍脹變形場分析50-53
• 4.2 周圍凍結(jié)，凍脹變形場分析53-56
• 4.2.1 相同細(xì)顆粒含量，不同起始含水率，凍脹變形量分析53-55
• 4.2.2 相同起始含水率，不同細(xì)顆粒含量，凍脹變形量分析55-56
• 4.3 不同凍結(jié)方式，凍脹變形率分析56-59
• 4.3.1 土凍脹性評價56-57
• 4.3.2 單向凍結(jié)，凍脹變形率分析57-58
• 4.3.3 周圍凍結(jié)，，凍脹變形率分析58-59
• 4.4 凍脹變形率回歸分析59-62
• 4.4.1 單向凍結(jié)，凍脹變形率回歸分析60-61
• 4.4.2 周圍凍結(jié)，凍脹變形率回歸分析61-62
• 4.5 本章小結(jié)62-64
• 第五章 基于室內(nèi)凍脹特性試驗的數(shù)值分析64-85
• 5.1 數(shù)學(xué)計算模型64-67
• 5.1.1 數(shù)學(xué)模型的基本假定64
• 5.1.2 相變溫度場基本方程64-65
• 5.1.3 水分遷移基本方程65
• 5.1.4 應(yīng)力場基本方程65-67
• 5.1.5 相變動態(tài)平衡關(guān)系67
• 5.2 計算方法67
• 5.3 計算參數(shù)及溫度邊界條件67-69
• 5.3.1 計算參數(shù)的確定67-69
• 5.3.2 溫度邊界條件69
• 5.4 單向凍結(jié)數(shù)值分析69-77
• 5.4.1 計算模型69-70
• 5.4.2 計算單元劃分70
• 5.4.3 計算結(jié)果分析70-77
• 5.5 周圍凍結(jié)數(shù)值分析77-84
• 5.5.1 計算模型77-78
• 5.5.2 計算單元劃分78
• 5.5.3 計算結(jié)果分析78-84
• 5.6 本章小結(jié)84-85
• 結(jié)論與建議85-87
• 結(jié)論85
• 進(jìn)一步研究建議85-87
• 參考文獻(xiàn)87-90
• 攻讀學(xué)位期間取得的研究成果90-91
• 致謝91

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 白青波;李旭;田亞護(hù);房建宏;;凍土水熱耦合方程及數(shù)值模擬研究[J];巖土工程學(xué)報;2015年S2期

2 黃新文;崔俊杰;易菊香;;吉琿客運(yùn)專線路基凍脹變形及影響因素分析[J];鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計;2015年08期

3 冷景巖;付新平;楊軍杰;;高速鐵路路基填料凍脹試驗研究[J];冰川凍土;2015年02期

4 李楊;王清;王壇華;;凍土水熱耦合模型數(shù)值求解及結(jié)果檢驗[J];吉林大學(xué)學(xué)報(地球科學(xué)版);2015年01期

5 王天亮;卜建清;王揚(yáng);徐磊;嚴(yán)晗;;多次凍融條件下土體的融沉性質(zhì)研究[J];巖土工程學(xué)報;2014年04期

6 張蓮海;馬巍;楊成松;董晟;;土在凍結(jié)及融化過程中的熱力學(xué)研究現(xiàn)狀與展望[J];冰川凍土;2013年06期

7 李卓;劉斯宏;王柳江;張凱;孔維耀;;凍融循環(huán)作用下土工袋凍脹量和融沉量試驗[J];巖土力學(xué);2013年09期

8 王天亮;岳祖潤;;細(xì)粒含量對粗粒土凍脹特性影響的試驗研究[J];巖土力學(xué);2013年02期

9 馬巍;王大雁;;中國凍土力學(xué)研究50a回顧與展望[J];巖土工程學(xué)報;2012年04期

10 南卓銅;李述訓(xùn);程國棟;黃培培;;地面凍結(jié)數(shù)模型及其在青藏高原的應(yīng)用[J];冰川凍土;2012年01期

本文編號：863332