多年凍土區(qū)涵洞對熱棒路基的熱穩(wěn)定性影響分析.pdf

1、路基的穩(wěn)定性是高原多年凍土地區(qū)道路修筑技術(shù)研究的核心。土體溫度在凍土強度、變形、凍土生消等方面影響多年凍土區(qū)路基的穩(wěn)定性。在評價多年凍土地區(qū)路基的穩(wěn)定性時,尤其要對其熱穩(wěn)定性進行評價。本文對青藏高原北麓河凍土區(qū)氣候變化特點和趨勢作了分析,研究了在氣溫變化的背景條件下,多年凍土區(qū)普通填土路基和熱棒路基地溫變化特點及發(fā)展趨勢,進而研究了涵洞對熱棒路基熱穩(wěn)定性的影響,為路基的設(shè)計和修筑提供了建設(shè)性意見。本文重點作了以下幾個方面的研究工作:

2、r>　　1對路基熱穩(wěn)定性的概念作了闡述,并研究涵洞對于路基熱穩(wěn)定性影響對多年凍土區(qū)工程建設(shè)的重要意義。
　　2建立了凍土路基溫度場的三維數(shù)值計算模型,研究了熱棒對凍土路基穩(wěn)定性的影響,并采用有限元方法對普通路基、熱棒路基在未來50年內(nèi)氣溫升高2.6℃情況下的溫度場進行了預(yù)報分析和比較,研究中考慮了路基陰陽坡差異,并以現(xiàn)場實測地溫數(shù)據(jù)為依據(jù)進行數(shù)值模擬。計算結(jié)果表明:路基陰陽坡的熱差異會導(dǎo)致路基下伏土層溫度場不對稱,由此可引起路基橫

3、向的不均勻變形;在氣溫升高情況下,未來50年內(nèi)普通路基將會產(chǎn)生較大融沉變形,不能保證路基長期的穩(wěn)定性;加熱棒后的路基融化深度均小于普通填土路基的融化深度,陰陽坡溫度差異也有明顯降低,說明加熱棒可以抵消氣候變暖對路基穩(wěn)定性的影響。
　　3運用滲流理論和傳熱學(xué)理論,建立了考慮涵前積水下滲情形下,凍土涵洞溫度場—滲流場耦合作用的有限元方程,并對暖季涵洞過水情況下,在考慮滲流時普通路基和熱棒路基的溫度場進行了計算,討論了滲流對涵洞地基溫度