文档介绍：长安大学
硕士学位论文
青藏高原多年冻土地区路基温度场研究
姓名:汪海年
申请学位级别:硕士
专业:道路与铁道工程
指导教师:胡长顺;窦明健
20040101
摘要由于全球升温致使多年冻土呈退化趋势,多年冻土地区路基的热稳定性受到了广泛地关注。本文综合考虑了太阳辐射、气温、风速、风向及蒸发等真实气象条件,提出将诸多气象因素叠加为第类、第Ⅲ类边界条件组合的建模方法,建立了含相变的路基非稳态温度场有限元分析模型;对不同气温地区、不同高度、不同路线走向、不同路面类型的冻土路基温度场进行有限元计算,重点分析了路基高度、路线走向、路面类型对路基温度场及基底冻土温度状况的影响:作为路基下多年冻土保护工程措施之一,论文针对第啾呓缣跫碌母羧劝迓坊⒘擞邢拊D型,详细分析了隔热板类型、厚度、埋深、施工季节、路基高度对隔热板路堤冻土保护效果的影响。研究表明:在综合考虑了各种气象条件后,路基边界处的温度状况在年周期内仍可用单正弦波进行近似模拟;在中低温冻土区,抬高路堤可以促使多年冻土上限的抬升,保护基底多年冻土,然而在高温不稳定冻土区过度抬高路堤则易导致路基本体的失稳;路基的阴阳坡效应强弱与路线走向、季节变化有关,东西走向路基阴阳坡效应最强,南北走向路基最弱,冬季强烈,夏季较弱;在不同冻土稳定类型地区,隔热板路基冻土保护效果与适用范围亦不相同,在年均地温为一娴闹形鹿尚投嗄甓惩恋厍羧劝宓牟捎每勺畲蟪度地发挥其作用;隔热板的最佳埋深受路基高度、冻土年均地温、施工季节等众多因素影响,若路基高度较为低矮,宜浅埋,若路基高度较高,宜中埋,当施工季节温度较低时,隔热板宜中埋呗返或浅埋吐返以发挥最佳的保温隔热效果。关键词:多年冻土路基温度场边界条件有限元冻土保护措施隔热板
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第一章绪论§问题的提出度的土层处于冬冻夏融状态。世界范围内的多年冻土面积约×椒焦ɡ铮地,此外尚有部分分布于南美和中亚的高山地区】。较大深度、对温度变化极其敏感的下伏多年冻土层,给多年冻土地区的农业生产及土木建筑工程带来了极大的困难。早在世纪,俄国有关人士就提出多年冻土地区不适宜从事农业生产的结论【俊H欢孀湃死嗷疃慵5难由旒吧地区全面修筑铁路,~年达到了高潮。第一条横贯西伯利亚铁路全长公里,是世界上最长的连贯铁路,该铁路跨越公里以上的多年冻土地拿大在这一多年冻土地区开始了道路修筑,并先后完善该地区的主要道路。世纪年代阿州掀起改建旧路和新建社区道路的高潮;年加铺了沥青路面;年代又修建了公里的碎石路面,提出路基最小填土高度要求以限制路基发我国在世纪年代开始修建大小兴安岭林区道路与铁路,拉开了我国在多年冻土地区修筑公路的序幕二年青康公路和年青藏公路的建成通车是我国多年冻土地区公路建设历史上的里程碑。现在在建的青藏铁路是世界上海拔最高的铁路,,也将对世界多年冻土地区的建设工程产生深远的影响。盥置。由于青藏铁路尚未建成通车,航空运量又小。至今为止,、雪崩、⋯,其表层一定深约占全球陆地面积的%,主要分布在俄罗斯、美国的阿拉斯加,加拿大北部等我国的多年冻土面积约蚱椒焦ɡ铮鞘澜绲谌惩链蠊饕7植加东北大小兴安岭地区和号称世界第三极的青藏高原。其中青藏高原多年冻土区面积约蚱椒焦ɡ铮颊嘉夜嗄甓惩撩婊ァ由于多年冻土既存在表面不稳定、处于冬冻夏融状态的季节活动层,又存在的需要,开始在寒区修筑工程设施,人们对冻土的认识也逐步深入。世纪末,俄罗斯曾在西伯利亚多年冻土区修筑铁路工程,~年开始在多年冻土区。世纪初由于阿拉斯加与加拿大西北部采矿业、伐木业的发展,美国、加生的永久变形。与此同时,阿拉斯加输油管线,著名的横贯北美的输油管线等寒区工程设旋先后建成投入运营。西藏自治区是我国西部的重要省份,有着丰富的矿产资源与极其重要的地理主要有三条:川藏、滇藏和青藏公路。川藏、滇藏公路因所经地区地势险峻,地
§国内外研究综述帽淞拷换磺蟮昧薃石嘈捅藏的“生命线”,具有重大的政治、国防、经济价值。青藏公路是国道叩闹匾W槌刹糠郑游髂晾ǔ,其中年冻土区。受多年冻土与公路工程相互作用影响,青藏公路修建以来,尤其是经“八五”改建、加铺沥青路面以来,多年冻土上限不断下降,路基的不均匀变形、冻胀开裂、热融翻浆、纵裂、横裂及路面的波浪、坑槽、松散及局部沉陷等现象发生普遍,严重影响了青藏公路的正常运营,使进藏黄金通道的作用受多年冻土稳定性时,首先就要评价路基的热稳定性,即路基、基底下多年冻土及性,对路基温度场进行系统全面的研究,分析其在各种边界条件之下