多年凍土區(qū)涵洞對(duì)熱棒路基的熱穩(wěn)定性影響分析.pdf

1、路基的穩(wěn)定性是高原多年凍土地區(qū)道路修筑技術(shù)研究的核心。土體溫度在凍土強(qiáng)度、變形、凍土生消等方面影響多年凍土區(qū)路基的穩(wěn)定性。在評(píng)價(jià)多年凍土地區(qū)路基的穩(wěn)定性時(shí),尤其要對(duì)其熱穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)價(jià)。本文對(duì)青藏高原北麓河凍土區(qū)氣候變化特點(diǎn)和趨勢(shì)作了分析,研究了在氣溫變化的背景條件下,多年凍土區(qū)普通填土路基和熱棒路基地溫變化特點(diǎn)及發(fā)展趨勢(shì),進(jìn)而研究了涵洞對(duì)熱棒路基熱穩(wěn)定性的影響,為路基的設(shè)計(jì)和修筑提供了建設(shè)性意見(jiàn)。本文重點(diǎn)作了以下幾個(gè)方面的研究工作:

2、r>　　1對(duì)路基熱穩(wěn)定性的概念作了闡述,并研究涵洞對(duì)于路基熱穩(wěn)定性影響對(duì)多年凍土區(qū)工程建設(shè)的重要意義。
　　2建立了凍土路基溫度場(chǎng)的三維數(shù)值計(jì)算模型,研究了熱棒對(duì)凍土路基穩(wěn)定性的影響,并采用有限元方法對(duì)普通路基、熱棒路基在未來(lái)50年內(nèi)氣溫升高2.6℃情況下的溫度場(chǎng)進(jìn)行了預(yù)報(bào)分析和比較,研究中考慮了路基陰陽(yáng)坡差異,并以現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)地溫?cái)?shù)據(jù)為依據(jù)進(jìn)行數(shù)值模擬。計(jì)算結(jié)果表明:路基陰陽(yáng)坡的熱差異會(huì)導(dǎo)致路基下伏土層溫度場(chǎng)不對(duì)稱,由此可引起路基橫

3、向的不均勻變形;在氣溫升高情況下,未來(lái)50年內(nèi)普通路基將會(huì)產(chǎn)生較大融沉變形,不能保證路基長(zhǎng)期的穩(wěn)定性;加熱棒后的路基融化深度均小于普通填土路基的融化深度,陰陽(yáng)坡溫度差異也有明顯降低,說(shuō)明加熱棒可以抵消氣候變暖對(duì)路基穩(wěn)定性的影響。
　　3運(yùn)用滲流理論和傳熱學(xué)理論,建立了考慮涵前積水下滲情形下,凍土涵洞溫度場(chǎng)—滲流場(chǎng)耦合作用的有限元方程,并對(duì)暖季涵洞過(guò)水情況下,在考慮滲流時(shí)普通路基和熱棒路基的溫度場(chǎng)進(jìn)行了計(jì)算,討論了滲流對(duì)涵洞地基溫度