隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展及“一帶一路”戰(zhàn)略的提出,高等級公路網(wǎng)絡(luò)將不斷建設(shè)和完善,加之早期修建的道路也相繼進入養(yǎng)護期,其防災(zāi)減災(zāi)工作被提升到前所未有的重要地位。而路基作為道路的重要組成部分,與路面共同承擔(dān)著上部荷載,其強度、穩(wěn)定性將直接影響道路的使用性能。然而,受季凍區(qū)冬冷夏熱、年溫差大的特殊氣候條件影響,路基的凍脹無疑會對道路的安全運營造成巨大威脅。本文以黑龍江省有代表性的季凍區(qū)道路為例,分別選取黏土、粉質(zhì)黏土和中砂土為研究對象,基于多元線性回歸和層次分析等方法,構(gòu)建考慮含水率、溫度、土質(zhì)條件及壓實度的凍脹率預(yù)測模型;分析凍脹各影響因素的權(quán)重;并利用Arc GIS軟件進行凍脹預(yù)警系統(tǒng)的設(shè)計,實現(xiàn)了災(zāi)害的預(yù)警及可視化顯示。主要研究工作如下:（1）分析并指出現(xiàn)行凍脹規(guī)范僅考慮含水率和土質(zhì)條件的局限性,明確了含水率、溫度、土質(zhì)條件和壓實度為路基凍脹的主要影響因素。通過回歸分析,構(gòu)建了考慮上述四種因素耦合下的凍脹率計算模型。（2）采用層次分析法,分析得到土質(zhì)條件、含水率、溫度及壓實度在路基凍脹中的權(quán)重配比。該方法改進了以往因凍脹率計算公式中各參數(shù)量綱不同,難以確定其對凍脹影響權(quán)重的不足,使分析... 

【文章來源】：哈爾濱理工大學(xué)黑龍江省

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

土樣變量視圖數(shù)據(jù)庫

圖 2-5 土樣數(shù)據(jù)視圖數(shù)據(jù)庫Fig. 2-5 Database for soil properties接下來采用多元線性回歸進行分析，由上述分析知，對于 1＃、2＃和 3＃土樣，凍脹率與其含水率、溫度及壓實度均存在較好的線性關(guān)系且各影響因素間相互耦合。若考慮含水率、溫度、土質(zhì)條件、壓實度四因素之間的耦合作用，可建立四元線性回歸模型如下式（2-2）：m0- + +Ra b T c s dRη ω ω λ = × + 均（2-2）式中：η 為路基的平均凍脹率，%；Rm為調(diào)查區(qū)域近 50 年最大年降水量，mm；R均為調(diào)查區(qū)域年均降水量，mm；ω 為調(diào)查土樣的含水率，%；ω0為調(diào)查土樣的起始凍脹含水率，%；λ 為系數(shù)；T 為溫度，℃；s 為路基壓實度，%；a、b、c、d 為系數(shù)。本文根據(jù)上述試驗數(shù)據(jù)及哈爾濱自 1962-2011 近 50 年的降水變化規(guī)律[61]，進行四因素耦合下新凍脹率計算公式的擬合，各參數(shù)詳見表 2-8 所示。

第4章 凍脹預(yù)警系統(tǒng)的設(shè)計季凍區(qū)路基的凍脹問題普遍且廣泛存在。在自然環(huán)境下，由于季凍區(qū)特殊的氣候條件影響，在含水率、溫度、土質(zhì)條件及壓實度等因素的不斷變化下，路基的凍脹呈不可預(yù)見式發(fā)展[63]�，F(xiàn)有研究表明，季凍區(qū)路基的凍脹已對季凍區(qū)道路造成了嚴(yán)重重害，政府每年要耗費大量的人力物力及財力用于重建或修復(fù)因凍脹而引發(fā)的道路災(zāi)害，凍脹問題給國民經(jīng)濟帶來巨大損失，如圖 4-1a)-b)所示。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]季凍區(qū)水熱變化引起的路基凍脹翻漿研究[J]. 毛雪松,王莉云,達(dá)瓦澤仁,扎拉次仁,張海寧,李汶霖,黃喆,朱鳳杰,劉龍旗.  中外公路. 2017(01)
[2]硫酸鹽漬土水-鹽-熱-力四場耦合理論模型[J]. 馮瑞玲,蔡曉宇,吳立堅,張益銘.  中國公路學(xué)報. 2017(02)
[3]季節(jié)性冰凍地區(qū)公路路基凍脹融沉過程規(guī)律研究[J]. 鄭憲,李明寶,閻夢晴,于司杭.  科學(xué)技術(shù)與工程. 2016(03)
[4]季凍區(qū)路基填料凍脹特性的試驗研究[J]. 趙海云,胡東.  公路交通科技(應(yīng)用技術(shù)版). 2016(01)
[5]路基凍脹影響因素數(shù)值模擬分析[J]. 孫超,邵艷紅,周艷生.  低溫建筑技術(shù). 2015(12)
[6]阿拉爾鹽漬土路基鹽-凍脹破壞機理的研究[J]. 張靈通,李壽寧,羅雪寧,王猛.  施工技術(shù). 2015(S2)
[7]我國季節(jié)性凍土區(qū)公路路基凍害及其防治研究進展[J]. 武立波,祁偉,牛富俊,牛永紅.  冰川凍土. 2015(05)
[8]高寒地區(qū)涵洞路基多場耦合的非線性分析[J]. 孫文,吳亞平,藺鵬臻.  鐵道工程學(xué)報. 2015(07)
[9]季節(jié)凍土區(qū)高速鐵路路基凍脹監(jiān)測系統(tǒng)及凍脹規(guī)律研究[J]. 王春雷,張戎墾,趙曉萌,周勇軍.  冰川凍土. 2014(04)
[10]季凍區(qū)路基凍脹影響因素分析及防治措施研究[J]. 程培峰,林宏.  山西建筑. 2014(14)

博士論文
[1]季凍區(qū)道路凍脹翻漿機理及防治研究[D]. 谷憲明.吉林大學(xué) 2007

碩士論文
[1]西部季凍區(qū)路基土凍脹破壞機理及防治技術(shù)研究[D]. 吳騰飛.大連海事大學(xué) 2014
[2]吉林省季凍區(qū)公路凍脹調(diào)查與工程對策[D]. 姚冠宇.大連海事大學(xué) 2014
[3]季凍區(qū)路基土凍脹特性及評價指標(biāo)體系研究[D]. 尹傳軍.東北林業(yè)大學(xué) 2014
[4]考慮極端氣候的季凍區(qū)道路結(jié)構(gòu)溫度場分布規(guī)律研究[D]. 張銳.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
[5]吉林省路基土凍脹病害調(diào)查與分析[D]. 汪濱濱.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
[6]季節(jié)性冰凍路基病害及防治措施研究[D]. 張冬青.吉林大學(xué) 2008



本文編號：3440338