西部干旱半干旱地區(qū)公路路基濕度場(chǎng)演變規(guī)律研究.pdf

1、集中降雨期路基濕度場(chǎng)狀態(tài)是正確評(píng)價(jià)路基強(qiáng)度和承載能力，以及合理選取設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研、數(shù)值模擬試驗(yàn)、相似物理模型試驗(yàn)、理論分析與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)相結(jié)合的研究方法，系統(tǒng)研究了壓實(shí)度、初始濕度、路面覆蓋層、降雨條件、地下水位等因素影響下西部干旱半干旱地區(qū)公路路基濕度場(chǎng)演變的一般性規(guī)律，建立了路基濕度特征值預(yù)估模型，在此基礎(chǔ)上針對(duì)西部干旱半干旱地區(qū)高等級(jí)公路，提出了給定工況狀態(tài)下路基濕度場(chǎng)最不利分布狀態(tài)的確定方法。主要研

2、究工作及結(jié)論如下：
　?。?）通過(guò)數(shù)值試驗(yàn)和相似物理模型試驗(yàn)與分析，揭示了壓實(shí)度影響路基濕度場(chǎng)演變一般性規(guī)律。結(jié)果表明：隨著壓實(shí)度增大，路基濕度擾動(dòng)區(qū)濕度值和層位水平距離呈線性遞減，且擾動(dòng)前區(qū)范圍減小，濕度梯度增大；采用組合壓實(shí)度的路基，上區(qū)壓實(shí)度較大時(shí)，水分向下遷移困難，造成下區(qū)濕度增量減小。
　?。?）通過(guò)數(shù)值試驗(yàn)與分析，揭示了初始濕度影響路基濕度場(chǎng)演變的一般性規(guī)律。結(jié)果表明：坡表濕度受初始濕度影響甚微，除坡表之外路基濕

3、度值及擾動(dòng)區(qū)范圍隨著初始濕度呈線性增長(zhǎng)；擾動(dòng)前區(qū)濕度梯度隨著初始濕度呈指數(shù)曲線逐漸減小。
　?。?）通過(guò)數(shù)值試驗(yàn)與分析，揭示了路面覆蓋層影響路基濕度場(chǎng)演變的一般性規(guī)律。結(jié)果表明：路面透水后，隨降雨時(shí)間的推移，濕度擾動(dòng)區(qū)水平和豎向擴(kuò)展距離呈線性增長(zhǎng)，擾動(dòng)前區(qū)濕度梯度呈二次曲線變化規(guī)律。
　?。?）通過(guò)數(shù)值試驗(yàn)與分析，揭示了降雨條件影響路基濕度場(chǎng)演變一般性規(guī)律。結(jié)果表明：降雨濕度擾動(dòng)區(qū)各水平層位的路基濕度呈二項(xiàng)式分布；坡表濕度隨

4、降雨強(qiáng)度及降雨歷時(shí)呈對(duì)數(shù)增長(zhǎng)；濕度擾動(dòng)區(qū)隨降雨強(qiáng)度呈對(duì)數(shù)擴(kuò)大漸至穩(wěn)定，穩(wěn)定后對(duì)應(yīng)的雨強(qiáng)值出現(xiàn)滯后效應(yīng)；降雨歷時(shí)越長(zhǎng)，擾動(dòng)區(qū)范圍受降雨雨強(qiáng)影響越微??；間歇時(shí)間對(duì)于降雨擾動(dòng)后區(qū)以及非降雨擾動(dòng)區(qū)路基濕度和范圍影響甚微，而擾動(dòng)前區(qū)濕度隨著間歇時(shí)間的增加而微幅減少，雨強(qiáng)愈大間歇降雨濕度場(chǎng)分布狀態(tài)與連續(xù)降雨越接近。
　?。?）通過(guò)數(shù)值試驗(yàn)與分析，揭示了地下水位影響路基濕度場(chǎng)演變的一般性規(guī)律。結(jié)果表明：除坡表之外，降雨擾動(dòng)區(qū)濕度隨著地下水位高度

5、增加而增大，但層位越高增幅越微弱；各路基層位降雨濕度擾動(dòng)區(qū)距離隨著地下水位線提高呈二次曲線變化；一定工況對(duì)應(yīng)存在一個(gè)平衡地下水位，在其之上，隨地下水位的降低降雨擾動(dòng)區(qū)的路基濕度增幅呈對(duì)數(shù)遞減，地下水上侵?jǐn)_動(dòng)區(qū)的路基濕度梯度呈線性遞減。
　?。?）通過(guò)數(shù)值試驗(yàn)與現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)分析相結(jié)合，對(duì)西部干旱半干旱地區(qū)路基濕度場(chǎng)分布狀態(tài)進(jìn)行研究。結(jié)果表明：擾動(dòng)區(qū)擴(kuò)展當(dāng)路面不透水時(shí)受降雨歷時(shí)和初始濕度影響顯著，當(dāng)路面透水后受降雨強(qiáng)度和地下水位影響顯著；