水熱作用下多年凍土地區(qū)路基變形規(guī)律研究.pdf

1、凍土是一種對(duì)溫度敏感和易變的特殊工程土類，它是在地殼內(nèi)熱源和外熱源的綜合作用下形成、發(fā)展、退化及消亡。青藏公路由北至南穿越550km分布著多年凍土的地區(qū)，由于惡劣的氣候條件及凍土特殊的工程性質(zhì)導(dǎo)致青藏公路病害情況十分嚴(yán)重。研究水熱作用對(duì)凍土路基變形穩(wěn)定性的影響，將對(duì)多年凍土地區(qū)路基的設(shè)計(jì)、施工和穩(wěn)定性研究具有重要的意義。
　　本文以青藏公路多年凍土區(qū)五道梁段為工程背景，在理論上對(duì)多年凍土地區(qū)路基溫度場(chǎng)、水分場(chǎng)和變形場(chǎng)進(jìn)行研究，分析

2、影響路基熱穩(wěn)定性的因素及相應(yīng)關(guān)系、水分遷移原理及應(yīng)力與變形場(chǎng)的相關(guān)概念，探討了凍土路基中溫度、水分及應(yīng)力之間的相互作用原理，并采用有限元軟件對(duì)凍土路基溫度場(chǎng)、滲流及變形場(chǎng)進(jìn)行模擬，研究考慮大氣輻射的陰陽坡效應(yīng)、風(fēng)速風(fēng)向、降水蒸發(fā)情況下溫度場(chǎng)的分布規(guī)律；建立大氣降水入滲模型對(duì)路基滲流作用的水分分布展開研究，并分析路基在凍結(jié)與融化時(shí)期水分場(chǎng)的變化規(guī)律；在溫度場(chǎng)與水分場(chǎng)計(jì)算結(jié)果基礎(chǔ)上通過耦合的方法研究路基的變形規(guī)律，從而揭示路基病害的發(fā)生機(jī)理

3、。
　　研究結(jié)果表明，凍土路基溫度場(chǎng)的季節(jié)活動(dòng)深度為2~8m，路基深部土體的溫度受外界溫度的影響呈現(xiàn)滯后性；凍結(jié)與融化時(shí)期在路中以下2~4m深度范圍內(nèi)溫度梯度較大；在路基融化時(shí)期的大氣降水滲流過程中，路肩以下路基填土范圍內(nèi)的飽和度與地基的飽和度出現(xiàn)較大的差異，呈現(xiàn)出明顯的分層現(xiàn)象；凍結(jié)時(shí)期土中未凍水向凍結(jié)鋒面遷移導(dǎo)致路中以下2~3m深處含水率突增，同時(shí)溫度差異導(dǎo)致路中與路肩以下水分發(fā)生橫向遷移；凍結(jié)與融化時(shí)期路基總變形量較大，同時(shí)