【摘要】：多年凍土是一種熱敏感性高、工程危害較大的地基土體,全球氣候變暖與人類活動(dòng)導(dǎo)致多年凍土地溫增加,甚至退化,使凍土區(qū)域內(nèi)的公路工程面臨復(fù)雜的自然環(huán)境和嚴(yán)重的凍土道路病害。面對(duì)我國(guó)高速公路網(wǎng)逐漸深入西部地區(qū)與“一帶一路”沿線存在大量多年凍土區(qū)的現(xiàn)狀,研究多年凍土區(qū)公路走廊帶熱影響數(shù)值分析方法勢(shì)在必行。若干前瞻研究通過(guò)有限的病害數(shù)或者有限元模型理論性地量化分析公路工程對(duì)凍土地溫的影響,鮮見(jiàn)借助遙感與地理信息處理技術(shù),基于地溫時(shí)間序列數(shù)據(jù),從系統(tǒng)性、長(zhǎng)期性和動(dòng)態(tài)性的角度去量化這種熱影響。青藏高原多年凍土區(qū)相比于其他區(qū)域,具有高寒缺氧、工程地質(zhì)性質(zhì)復(fù)雜不穩(wěn)定,人煙、道路稀少,植被覆蓋率低等特點(diǎn),由于影響地溫變化因素較少,方便控制環(huán)境因素變量以重點(diǎn)分析公路對(duì)凍土的熱影響。因此,本文將研究區(qū)域定位在青藏高原多年凍土區(qū),明確了公路走廊帶的定義,以熱傳導(dǎo)機(jī)理為指導(dǎo)解析影響凍土溫變的地形地貌、地表類型、道路類型等因素,基于熵理論構(gòu)建公路走廊帶熵模型來(lái)描述地溫變化的有序性與無(wú)序性,針對(duì)地溫時(shí)間序列數(shù)據(jù)變化規(guī)律采用譜分析法計(jì)算熵模型中的相關(guān)參數(shù)。以遙感與地理信息等先進(jìn)技術(shù)作為研究手段,提出了凍土地溫和環(huán)境多源數(shù)據(jù)的采集處理方法,為多年凍土區(qū)公路走廊帶熱影響分析提供數(shù)據(jù)支持。接著,將熵模型計(jì)算出的地溫熵值作為表征地溫?zé)釥顟B(tài)的刻尺,采用GIS與SPSS中的空間統(tǒng)計(jì)、空間自相關(guān)分析與logistic回歸分析等數(shù)學(xué)方法,分析不同高程范圍、地表類型等凍土環(huán)境下已建公路工程全壽命周期對(duì)凍土地溫溫變特性的影響,提出了多因素環(huán)境下地溫譜熵等級(jí)劃分方法。最后選取青藏高原多年凍土區(qū)含新、舊高速公路的區(qū)域作為試驗(yàn)段進(jìn)行熵模型計(jì)算、數(shù)據(jù)獲取與處理、多因素環(huán)境條件下兩條高速公路平均熵值的對(duì)比分析與等級(jí)計(jì)算,實(shí)現(xiàn)多年凍土區(qū)公路走廊帶熱影響分析的數(shù)值化,驗(yàn)證了本文研究思路的可行性與方法的有效性。本文的研究成果可用于構(gòu)建大范圍、長(zhǎng)時(shí)間的路線選擇的環(huán)境數(shù)據(jù)庫(kù),提高公路設(shè)計(jì)人員的針對(duì)性與效率,為下階段多年凍土區(qū)線位布局方法研究奠定基礎(chǔ)。在科學(xué)研究和實(shí)際應(yīng)用中均具有重要的意義。
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U416.16
【圖文】：

總面積約有 50%，多年凍土區(qū)約占 1/4，見(jiàn)圖 1兩個(gè)國(guó)家，我國(guó)排名第 3。我國(guó)凍土分布見(jiàn)圖 1中有 70%分布于青藏高原[12]。遍布于青藏高原上。相對(duì)其他地區(qū)而言，青藏高原多年凍土厚度薄化與人類工程活動(dòng)對(duì)凍土環(huán)境考慮不足，青藏高原次建成的青藏公路，由于缺乏凍土工程的理論基壞引發(fā)的公路病害路段占 40%，截止到 2005 年直的公路、鐵路、管道等工程雖然融入了保護(hù)凍土的穩(wěn)定，但密集的凍土工程相互影響，外界環(huán)境多因問(wèn)題不斷出現(xiàn)。監(jiān)測(cè)資料表明，隨著時(shí)間的推移路、冰堵等工程安全問(wèn)題相繼出現(xiàn)。因此，在全球變穩(wěn)定性與脆弱的凍土環(huán)境發(fā)展保護(hù)之間找到一個(gè)工程科學(xué)領(lǐng)域新的、極具挑戰(zhàn)性的重大課題。

圖 1-2 我國(guó)凍土分布傳導(dǎo)理論與熵理論，分析多年凍土區(qū)多因素環(huán)境條件下歷史時(shí)期的熱影響，揭示了在全球變暖與人類工程活動(dòng)空演化規(guī)律，提出了數(shù)據(jù)多源獲取方法，構(gòu)建了多年凍模型與數(shù)值分析方法，為多年凍土區(qū)工程建設(shè)提供科。年凍土區(qū)公路走廊帶熱影響量化模型與數(shù)值分析方法高原多年凍土區(qū)脆弱的建設(shè)環(huán)境與簡(jiǎn)單的熱影響因素研究區(qū)域，利用長(zhǎng)時(shí)間衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)解析這一區(qū)域在不的相關(guān)性與數(shù)值性，對(duì)于進(jìn)一步推動(dòng)特殊地區(qū)公路選線意義。一方面，多年凍土區(qū)不同建設(shè)環(huán)境下，公路走廊

【參考文獻(xiàn)】

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1 陳建兵;劉志云;崔福慶;金龍;;青藏高原工程走廊帶多年凍土辨識(shí)及年平均地溫預(yù)估模型[J];中國(guó)公路學(xué)報(bào);2015年12期

2 孫志忠;武貴龍;

本文編號(hào)：2742131