多年凍土路基路面結(jié)構(gòu)附加應(yīng)力分析.pdf

1、我國北方地區(qū)和青藏高原有大面積的多年凍土和季節(jié)凍土分布，該地區(qū)道路結(jié)構(gòu)典型病害是路基的不均勻融沉變形，從而導(dǎo)致路面病害嚴(yán)重。本論文依托交通部西部交通重大科技攻關(guān)項(xiàng)目《多年凍土區(qū)公路修筑成套技術(shù)研究》(項(xiàng)目編號2002318000)，主要研究多年凍土地區(qū)路基路面結(jié)構(gòu)融沉附加應(yīng)力。 首先，考慮了多年凍土路基的濕度場和溫度場的水熱耦合作用，推導(dǎo)了凍土非飽和狀態(tài)下的相變計(jì)算公式；利用ABAQUS有限元程序，模擬了青藏公路沿線的實(shí)際路基路

2、面結(jié)構(gòu)的溫度場。計(jì)算結(jié)果表明，路基溫度場變化過程中，都會(huì)出現(xiàn)融土核。 其次，根據(jù)多年凍土融化固結(jié)沉降的原理和多年凍土區(qū)建筑物結(jié)構(gòu)的俄羅斯融化沉降量計(jì)算法，推導(dǎo)了多年凍土地區(qū)路基的融沉計(jì)算公式，并利用青藏鐵路沿線試驗(yàn)確定了融沉計(jì)算所需參數(shù)；采用ABAQUS計(jì)算了特定溫度場條件下的融化沉降量。結(jié)果表明，地基表面和路基表面的融化沉降量可用二次曲線表示。 再次，將二次融沉曲線作為路面結(jié)構(gòu)的位移邊界，采用ABAQUS計(jì)算了路面結(jié)構(gòu)

3、的融沉附加應(yīng)力，并與無融沉?xí)r的結(jié)構(gòu)響應(yīng)進(jìn)行了比較；針對融沉附加應(yīng)力的影響因素，如結(jié)構(gòu)墊層、基層、面層、碎石層的材料模量和厚度等進(jìn)行了敏感性分析。結(jié)果表明，影響因素與附加應(yīng)力基本呈線性關(guān)系。 最后，結(jié)合多年凍土地區(qū)路基路面結(jié)構(gòu)的病害，簡要分析了病害原因。分析了多年凍土地區(qū)合適的路基上下限和多年凍土地區(qū)瀝青路面結(jié)構(gòu)路基高度的計(jì)算值和合適值；提出了考慮凍土路基融沉的合理路面結(jié)構(gòu)組合，為不同融沉、荷載工況下的凍土地區(qū)推薦了不同的路面結(jié)構(gòu)