季凍區(qū)路基凍脹特性研究及預警分析.pdf

1、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)絡將不斷建設和完善，加之早期修建的道路也相繼進入養(yǎng)護期，其防災減災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、粉質黏土和中砂土為研究對象，基于多

2、元線性回歸和層次分析等方法，構建考慮含水率、溫度、土質條件及壓實度的凍脹率預測模型;分析凍脹各影響因素的權重;并利用ArcGIS軟件進行凍脹預警系統(tǒng)的設計，實現(xiàn)了災害的預警及可視化顯示。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條件的局限性，明確了含水率、溫度、土質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

3、土質條件、含水率、溫度及壓實度在路基凍脹中的權重配比。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重的不足，使分析結果更加切合實際。
　　(3)基于黑龍江省公路勘察設計院及測繪地理信息局提供的實測資料，應用ArcGIS軟件分別建立黑龍江省內(nèi)的降水數(shù)據(jù)庫、溫度數(shù)據(jù)庫、土質條件及路基壓實度數(shù)據(jù)庫等;并分別對北富高速、黑大高速、綏北高速指定路段的凍脹災害風險進行研究，分析其在11月份至次年2月份凍結期距路面0