凍土是具有零溫或負(fù)溫的含有部分水凍結(jié)的土體、巖石、土壤等分散性材料的總稱。凍土中的含冰量以及不同相態(tài)水的比例隨著外界環(huán)境溫度的變化將出現(xiàn)較為明顯的改變,凍土的這一特性決定其力學(xué)和熱學(xué)性能有較強(qiáng)的動態(tài)性和不穩(wěn)定性。因此在多年凍土地區(qū)修筑鐵路、公路等道路工程時,通常廣泛采用塊石結(jié)構(gòu)類型的路基加強(qiáng)對凍土的冷卻降溫,防止凍土發(fā)生升溫甚至出現(xiàn)融化,保護(hù)凍土路基熱穩(wěn)定性。但塊碎石路基的位移變形有非連續(xù)和不均勻的特點(diǎn),在動荷載的作用下這種特點(diǎn)更加突出。為此可以采用塊體離散元的數(shù)值分析方法,該方法充分考慮了塊體之間的相互接觸作用并能有效地模擬多接觸面的非連續(xù)介質(zhì)的變形問題,可較為有效地對塊石路基動力響應(yīng)問題的進(jìn)行模擬和研究。為此本文以青藏鐵路工程中的塊碎石路基為依托,基于碎石集料的室內(nèi)三軸試驗(yàn),驗(yàn)證了塊體元法分析碎石集料力學(xué)問題的可行性。在此基礎(chǔ)上,建立塊碎石路基熱—動力響應(yīng)模型,以四個季節(jié)典型溫度場為背景,借助塊體元法分別分析了地震荷載和列車荷載作用下塊碎石路基動力響應(yīng),對青藏鐵路的安全運(yùn)營以及在工程技術(shù)方面提供相關(guān)的參考依據(jù)。主要開展了以下幾個方面的工作:（1）基于塊體元法的計(jì)算原理,對塊碎石集料... 

【文章來源】：蘭州大學(xué)甘肅省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

塊體映射及檢索

碎石三軸試驗(yàn)數(shù)值仿真驗(yàn)證 碎石三軸試驗(yàn)數(shù)值模型.1 模型建立為實(shí)現(xiàn)真實(shí)的數(shù)值模擬效果，建立正多面體棱柱實(shí)現(xiàn)對三軸試樣模擬用王鵬程等[56]人的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，建立外接圓直徑為 15.25 cm，高為 30.5三十面棱柱體，根據(jù)兩個級配區(qū)間(1.27 cm~2.54 cm 和 2.54 cm-3.81 c適當(dāng)尺寸生成任意四面體單元實(shí)現(xiàn)對塊碎石集料的模擬，并且在建好樣的兩端設(shè)置一定厚度加載墊塊用以施加軸向力，得到的兩個級配的模型如圖 2-5 所示。運(yùn)動方程圖 2-4 計(jì)算循環(huán)示意圖

說明圍壓的增長有利于提高集料的承載力強(qiáng)度。其原因是長使塊體間的相互作用增強(qiáng)，作用于單元上的外力加大，集料的偏應(yīng)提高。同一圍壓下不同級配的碎石集料，2.54 cm~3.81 cm 級配的集料度極值要比 1.27 cm~2.54 cm 級配的大，這是因?yàn)閴K體間的面與面間的隨著塊體粒徑的增大而變大，塊體單元上所承受的作用也就加強(qiáng)，集承載強(qiáng)度值也就變大。(a) 55.1 kPa (b) 103.4 kPa

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]碎石集料變形機(jī)理的塊體元數(shù)值試驗(yàn)分析[J]. 馬正濤,李雙洋,趙永春,李根.  冰川凍土. 2020(04)



本文編號：3048501