風(fēng)雪復(fù)合侵蝕路基破壞機(jī)理的試驗(yàn)研究.pdf

1、我國(guó)干旱寒冷地區(qū)如新疆、內(nèi)蒙古、吉林、黑龍江等省、自治區(qū),因全年大風(fēng)日數(shù)、沙塵暴日數(shù)、積雪日數(shù)較多,加之常年平均氣溫較低、溫差變化較大,使得寒旱區(qū)公路因風(fēng)沙和雪害復(fù)合侵蝕破壞的現(xiàn)象頻頻發(fā)生。在干旱寒冷地區(qū)特殊的自然環(huán)境下,風(fēng)沙的侵蝕體現(xiàn)在對(duì)路基的風(fēng)蝕作用,雪害主要體現(xiàn)在積雪融化滲入到路基內(nèi)部,在溫差的影響下水分遷移對(duì)路基填料土體造成的凍融作用。
　　本文以特殊風(fēng)沙土路基為研究對(duì)象,對(duì)風(fēng)沙土路基受風(fēng)雪復(fù)合侵蝕作用的破壞機(jī)理進(jìn)研究。通

2、過(guò)風(fēng)吹沙粒的風(fēng)洞高速攝影試驗(yàn),研究風(fēng)場(chǎng)中路基斷面設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)風(fēng)吹沙粒運(yùn)動(dòng)軌跡的影響。采用高速攝像機(jī)對(duì)風(fēng)場(chǎng)中單一顆粒撞擊路基邊坡前后運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行追蹤拍攝,分析不同路基斷面對(duì)粒子撞擊路基邊坡的位置,撞擊瞬間的角度和速度的不同影響。當(dāng)風(fēng)場(chǎng)水平風(fēng)速一定,風(fēng)吹的沙粒子經(jīng)過(guò)矮路基時(shí),大部分粒子從路基頂面越過(guò)或是撞擊邊坡上部后越過(guò)路基,隨著路基邊坡變陡,粒子撞擊邊坡時(shí)速度增大效果顯著。當(dāng)風(fēng)吹的沙粒子經(jīng)過(guò)高路基時(shí),大部分的沙粒子撞擊在路基邊坡經(jīng)多次向上反

3、彈后能量逐漸損失沿坡面下滑或粒子反彈后直接飛向路基坡腳處堆積,隨著路基邊坡坡率增大,粒子撞擊邊坡的速度增加效果不明顯。
　　通過(guò)路基風(fēng)沙土三溫凍融循環(huán)試驗(yàn),對(duì)風(fēng)沙土路基受凍融影響后的土體內(nèi)部物理特征的變化規(guī)律進(jìn)行研究。由于風(fēng)沙土沒(méi)有粘聚力,在沒(méi)有補(bǔ)水條件下路基風(fēng)沙土體水分在重力作用下會(huì)隨著時(shí)間從上向下緩慢的遷移,凍融作用使得水分由上部向下部遷移速度加快,為水分向下擴(kuò)散增加了動(dòng)力遷移的能量。本文研究了在凍融循環(huán)作用下水分的向下遷移擴(kuò)

4、散規(guī)律。同時(shí),由于凍融作用使得水分遷移而造成土體空隙率增加,土體結(jié)構(gòu)變得疏松,其內(nèi)部干密度降低。但是對(duì)于風(fēng)沙土來(lái)說(shuō),凍融作用引起的變形較小。
　　通過(guò)凍融風(fēng)蝕風(fēng)洞試驗(yàn),對(duì)寒旱區(qū)風(fēng)沙土路基受凍融風(fēng)蝕復(fù)合侵蝕作用破壞規(guī)律進(jìn)行研究,通過(guò)測(cè)定抗剪強(qiáng)度的變化來(lái)表征路基不同位置處受到凍融風(fēng)蝕復(fù)合侵蝕作用的不同影響,以及凍融和風(fēng)蝕兩種不同侵蝕作用的不同影響程度。當(dāng)路基斷面尺寸一定時(shí),從路基頂部向下到底部,路基受風(fēng)雪復(fù)合侵蝕作用的影響逐漸減弱;并