文档介绍：西南交通大学
硕士学位论文
高原多年冻土地区道路纵向裂缝病害机理及对策研究
姓名:陈远胜
申请学位级别:硕士
专业:道路与铁道工程
指导教师:王齐荣
20071001
摘要西南交通大学硕士研究生学位论文青藏公路穿越了许多高原多年冻土地带,恶劣的自然条件和复杂的地质状况,导致公路出现大量路基纵向裂缝。这些纵向裂缝规模大、数量多,发展迅速,而常规的养护方法治标不治本。为此,论文以青藏公路裂缝野外调查数据为基础,进行高原多年冻土地区路基纵向裂缝形成机理与防治对策研通过对青藏公路安多地区多年冻土路段纵向裂缝的野外调查,从裂缝的产生位置和严重程度对道路纵向裂缝的发育性状和分布规律进行了分析。在纵向裂缝形成机理研究中,首先根据多年冻土上限变化规律和青藏公路纵向裂缝特点建立分析模型,然后利用有限元方法进行数值分析,针对多年冻土融化深度不断加深的实际情况,文中通过对不同融化深度的取值,来研究纵向裂缝的形成过程。分析结果显示,路基纵向裂缝的形成经历了三个阶段:初始变形阶段、强度破坏阶段和变形失稳阶段;由实际路况调查分析,影响纵向裂缝的因素很多。本文选取路基高度因素进行了分析,得出了路基高度对路基纵向裂缝的影响规律。在裂缝防治对策的研究中,先对纵向裂缝进行分级,提出了多年冻土地区道路的防治原则:然后具体的提出了许多新建道路的预防措施,和基于纵向裂缝分级的现有路基纵向裂缝的处治措施。经过分析,提出的对策主要有:单层土工格栅处治对策、柔性枕梁处治对策、柔性枕梁与土工合成材料复合处治对策。关键词:多年冻土;纵向裂缝;形成机理;防治对策第究。
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第滦髀青藏高原多年冻土的基本概况西南交通大学硕士研究生学位论文第根据目前的资料“’,多年冻土在地球上的分布约为颊既球陆地面积的%。多年冻土分布在阿拉斯加、西伯利亚等广阔地区,此外多年冻土还分布在南极和格陵兰的无冰川覆盖地段和冰盖边缘的地下,以及南美和中亚的高山地区。除澳大利亚大陆外,地球上所有的大陆均有多年冻土分布。我国的多年冻土区面积约,,占世界第三位植既缤主要分布在东北大、小兴安岭、西部高山和青藏高原等地。东北的多年冻土位于欧亚大陆高纬度多年冻土区的南缘,最南端达北纬.。青藏高原的多年冻土位于高海拔多年冻土南界以南,属于高海拔的多年冻土,是世界上青藏高原的多年冻土分布有强烈的垂直地带性,多年冻土温度、厚度受中、低纬度海拔最高、面积最大的多年冻土区,面积约,,占中国多年冻土总面积的%。
多年冻土的定义及特性西南交通大学硕士研究生学位论文第海拔高度的控制,海拔越高,温度越低,多年冻土越厚,同时又有纬向地带性和干燥地带性。根据兰冰所测地雷达与钻探资料嘲,青藏高原沿线多年冻土有两种类型,不连续岛状多年冻土和大片连续多年冻土。从西大滩开始进入不连续岛状多年冻土区,⒂。到不冻泉地段道班,由于受地热和构造影响,局部出现有贯穿性融区,范围较小,约为玈。穿过昆仑山进入楚玛尔河断陷盆地、可可西里山区、北麓河盆地、风火山区、乌丽盆地,由于河流的影响,在楚玛尔河、北麓河等地段,形成非贯穿的河融区,平面上呈断续分布,但在纵向向上仍为大片连续分布。进入沱沱河的断陷盆地后,.由于受河流贯穿性融区的影响,开始出现片状多年冻土和融区相间分布的格局,在平面上和深度上具有不连续性。穿越沱沱河盆地进入开心岭山区后,多年冻土呈片状分布。从通天河盆地、布曲河谷地段到温泉断陷盆地,进入了青藏公路多年冻土区最大的多年冻土区和融区并存的路段。主要影响是由于河流的融蚀作用和温泉断陷谷地的构造影响。进入唐古拉山和桃二九山区后,多年冻土呈大片连续分布。鹇坊晏骄⑾钟卸嗄甓惩链嬖冢琄,琄等处有零星多年冻土存在。青藏高原冻土的平面分布比较复杂,冻土的发育是由高原所具有的垂直地带规律决定的。冻土区南北纬度长达龋咴诓慷惩料陆绲姆植季哂水平地带规律。青藏公路沿线土厚度随海拔的升高而增大,平均每升高,大致增加笥遥畲蠛穸仍谝话俣嗝滓陨稀<窘谌诨疃人嫖扯群秃0蔚纳叨减小,季节冻结深度则随海拔升高而增加,一般细粒土最大融深为~椅~,草皮发育区为~R跹羝孪虿煌斐闪硕蕴阳辐射热量吸收的不同,因此,阳坡季节冻结较小,融化深度较大,阴坡则相反,差值为~甇洹嗄甓惩恋亩ㄒ宄
』麴璺—÷R;西南交通大学硕士研究生学位论文第凡温度为负温或零温,并含有冰的各种土均称为冻土。如果土中只有负温度而不含冰时则称为寒土。冬季冻结、夏季全部融化的土层称为季节冻土