青藏鐵路多年凍土區(qū)片石氣冷路堤溫度特性研究.pdf

1、縱觀國內(nèi)外多年凍土區(qū)的各種工程現(xiàn)狀，片石氣冷路堤作為主動(dòng)降溫，保護(hù)多年凍土的工程措施，在不同國家和不同地區(qū)、不同工程領(lǐng)域的不同凍土條件下進(jìn)行過一些應(yīng)用和研究，但都僅限于在路堤邊坡上鋪設(shè)片(碎)石護(hù)坡的工程實(shí)體和試驗(yàn)?zāi)Ｐ突A(chǔ)上進(jìn)行的。在路堤本體內(nèi)傾填一定高度的片石，使片石堆積體作為熱傳導(dǎo)和熱對(duì)流的介質(zhì)，主動(dòng)調(diào)控地溫場，達(dá)到冷卻地基的效果，并進(jìn)行凍融循環(huán)科研試驗(yàn)，用現(xiàn)場實(shí)測數(shù)據(jù)作為初始和邊界條件進(jìn)行凍土溫度場模擬計(jì)算和未來變化趨勢預(yù)測，在國

2、內(nèi)外尚屬首創(chuàng)。 在青藏鐵路清水河高溫不穩(wěn)定，高含冰量區(qū)域鐵路線位上設(shè)計(jì)修建了完全相同的地形、地溫、地質(zhì)、水文條件下的片石氣冷路堤和普通填土路堤對(duì)比試驗(yàn)段。本文對(duì)該試驗(yàn)段片石氣冷路堤、普通填土路堤結(jié)構(gòu)斷面和測試方案進(jìn)行了設(shè)計(jì)，對(duì)不同位置和不同深度三個(gè)凍融循環(huán)的溫度特性進(jìn)行了分析，對(duì)工程效果進(jìn)行了研究。研究結(jié)果表明，片石氣冷路堤降低地基溫度效果明顯，有利于抬升多年凍土上限，有利于減小陰陽面地溫的不均勻變化對(duì)路堤穩(wěn)定性的影響。根據(jù)試驗(yàn)

3、工程路堤斷面結(jié)構(gòu)，本文運(yùn)用ADINA有限元分析軟件，建立了凍土路堤溫度場有限元模型并進(jìn)行了溫度場數(shù)值模擬計(jì)算，用現(xiàn)場實(shí)測地溫?cái)?shù)據(jù)作為初始條件和邊界條件，確定施加的溫度荷載，對(duì)路堤修筑后的溫度場進(jìn)行計(jì)算和分析，計(jì)算結(jié)果與實(shí)測結(jié)果吻合較好。在此基礎(chǔ)上，對(duì)片石氣冷路堤和普通填土路堤修筑后20年在氣候不變和氣候變暖兩種條件下的溫度變化趨勢進(jìn)行了預(yù)測。研究分析結(jié)果和預(yù)測結(jié)果表明，片石氣冷路堤調(diào)控地溫場效果較好，能縮小路堤陰陽面地溫差值。但在氣候變