季凍區(qū)高速公路路基拓寬拼接方案與變形控制研究
本文關(guān)鍵詞：季凍區(qū)高速公路路基拓寬拼接方案與變形控制研究
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【摘要】：伴隨著經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展,道路上行駛的汽車(chē)數(shù)量也在不斷增加,龐大的交通量對(duì)現(xiàn)有的高速公路網(wǎng)提出了嚴(yán)峻的考驗(yàn)：建于上世紀(jì)的高速公路大部分為雙向四車(chē)道,不能承受激增的交通運(yùn)輸量,嚴(yán)重影響公路的運(yùn)輸效率。而公路改、擴(kuò)建以其占地面積小,耗費(fèi)資金少,開(kāi)放交通早的優(yōu)勢(shì)成為了解決這一難題的關(guān)鍵措施。而加寬路基的差異變形控制一直是困擾工程界的難題,對(duì)于季節(jié)性?xún)鐾恋貐^(qū)的加寬工程,不僅要考慮新填路基土引起的新舊路基差異變形,還要考慮氣溫季節(jié)性變化所引起的土體的季節(jié)性?xún)鋈趯?duì)加寬路基變形造成的更進(jìn)一步的影響作用。本文針對(duì)季節(jié)性?xún)鐾恋貐^(qū)的加寬工程,考慮含水量對(duì)土體c、φ值的影響,對(duì)季節(jié)性?xún)鐾恋貐^(qū)路基加寬變形進(jìn)行研究分析,主要內(nèi)容包括以下幾方面：首先,以溫度場(chǎng)控制方程為基礎(chǔ),建立加寬路基非穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)的計(jì)算模型,結(jié)合季節(jié)性?xún)鐾恋貐^(qū)的周期性氣溫變化特征確定模型溫度計(jì)算的邊界條件,同時(shí)考慮在凍結(jié)區(qū)、融化區(qū)、相變過(guò)渡區(qū)材料熱參數(shù)的變化,給出季節(jié)性?xún)鐾恋貐^(qū)加寬路基非穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)計(jì)算模型。同時(shí),分析路基加寬后與加寬前溫度場(chǎng)變化情況以及加寬時(shí)間對(duì)路基溫度場(chǎng)的影響情況。得到如下結(jié)論：在相同的時(shí)間條件下,加寬后路基中的溫度大于加寬前路基中相應(yīng)位置處的溫度值,且當(dāng)計(jì)算時(shí)間為10年時(shí),加寬后路基中的溫度值與加寬前路基中相應(yīng)位置處的溫度值基本趨于一致。加寬時(shí)間越晚,外界負(fù)溫對(duì)路基溫度影響越明顯。其次,以溫度梯度修正Fick第一定律建立土體在凍結(jié)過(guò)程中的含水量變化計(jì)算模型,以溫度梯度修正達(dá)西定律建立土體在融化過(guò)程中的含水量變化計(jì)算模型,最后綜合考慮凍結(jié)及融化作用,得出經(jīng)過(guò)一次凍結(jié)融化作用之后土體中的含水量變化計(jì)算模型。最后,以一次凍融循環(huán)后路基中含水量值為基礎(chǔ),通過(guò)含水量與強(qiáng)度參數(shù)值之間的回歸關(guān)系,建立季節(jié)性?xún)鐾恋貐^(qū)加寬路基變形計(jì)算模型。并分析不同加寬方式、加寬寬度、路基填筑高度、土工格柵鋪設(shè)層數(shù)、凍融循環(huán)次數(shù)對(duì)加寬路基變形的影響。初步得到以下結(jié)論：雙側(cè)加寬方式更有利于路基受力平衡,但施工過(guò)程控制難度較大：當(dāng)路基填筑高度增加為6m時(shí),新路基坡腳處及坡腳下不同深度處水平位移增大幅度較大,需進(jìn)行專(zhuān)項(xiàng)控制；鋪設(shè)土工格柵對(duì)減小路基的豎向變形方面效果不明顯,而對(duì)減小新路基坡腳處水平位移方面效果較明顯；路基豎向變形隨著凍融循環(huán)次數(shù)的增多而增大,但增大幅度不大。
【關(guān)鍵詞】：季節(jié)性?xún)鐾?/strong> 加寬路基 溫度場(chǎng) 變形場(chǎng)
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：U416.1
【目錄】：
- 摘要5-6
- Abstract6-10
- 第一章 緒論10-20
- 1.1 研究背景10-11
- 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-17
- 1.2.1 凍土區(qū)路基溫度場(chǎng)研究現(xiàn)狀11-12
- 1.2.2 凍土區(qū)路基水分場(chǎng)研究現(xiàn)狀12-14
- 1.2.3 高速公路改擴(kuò)建工程研究現(xiàn)狀14-17
- 1.3 論文研究?jī)?nèi)容17-18
- 1.4 主要技術(shù)路線(xiàn)18-20
- 第二章 季凍區(qū)加寬路基溫度場(chǎng)分布研究20-38
- 2.1 加寬路基溫度場(chǎng)數(shù)值計(jì)算20-25
- 2.1.1 溫度控制方程20-21
- 2.1.2 計(jì)算模型21-22
- 2.1.3 計(jì)算參數(shù)22-24
- 2.1.4 邊界條件24-25
- 2.2 加寬路基溫度場(chǎng)分布規(guī)律研究25-36
- 2.2.1 加寬作用對(duì)路基溫度場(chǎng)分布的影響26-34
- 2.2.2 加寬時(shí)間對(duì)路基溫度場(chǎng)分布的影響34-36
- 2.3 本章小結(jié)36-38
- 第三章 季凍區(qū)加寬路基水分場(chǎng)分布研究38-50
- 3.1 加寬路基水分遷移模型研究38-44
- 3.1.1 凍結(jié)期土體水分遷移模型38-41
- 3.1.2 融化期土體水分遷移模型41-43
- 3.1.3 凍融循環(huán)后水分遷移模型43-44
- 3.2 模型參數(shù)確定44-47
- 3.2.1 凍結(jié)期模型參數(shù)確定44-46
- 3.2.2 融化期模型參數(shù)確定46-47
- 3.3 加寬路基水分場(chǎng)分布47-49
- 3.4 本章小結(jié)49-50
- 第四章 季凍區(qū)加寬路基變形數(shù)值模擬50-72
- 4.1 加寬路基變形場(chǎng)數(shù)值計(jì)算51-56
- 4.1.1 計(jì)算假定51
- 4.1.2 計(jì)算模型51-53
- 4.1.3 計(jì)算參數(shù)53-55
- 4.1.4 計(jì)算步驟55-56
- 4.2 影響因素分析56-71
- 4.2.1 加寬方式對(duì)路基變形的影響56-59
- 4.2.2 加寬寬度對(duì)路基變形的影響59-61
- 4.2.3 路堤填筑高度對(duì)路基變形的影響61-64
- 4.2.4 土工合成材料的鋪設(shè)對(duì)路基變形的影響64-68
- 4.2.5 凍融循環(huán)次數(shù)對(duì)路基變形的影響68-71
- 4.3 本章小結(jié)71-72
- 第五章 結(jié)論72-74
- 5.1 主要研究結(jié)論72-73
- 5.2 進(jìn)一步研究建議73-74
- 致謝74-76
- 參考文獻(xiàn)76-79
【參考文獻(xiàn)】
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，本文編號(hào)：835435
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