季凍區(qū)哈大高鐵邊坡凍融滑塌機(jī)理研究.pdf

1、季節(jié)凍土區(qū)的土體冬季受低溫凍結(jié)膨脹，春季受高溫融化沉降。在反復(fù)的凍融循環(huán)過(guò)程中，處于凍融交界面處的土體抗剪強(qiáng)度降低，導(dǎo)致邊坡發(fā)生凍融滑塌災(zāi)害，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和安全事故。為了降低凍融滑塌災(zāi)害帶來(lái)的損失，本文依托于哈大高鐵工程項(xiàng)目，對(duì)凍融交界面土體的力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行分析研究，得出邊坡的凍融滑塌機(jī)理，為實(shí)際工程提供理論指導(dǎo)。本文主要進(jìn)行了以下四個(gè)方面的研究工作：
　?。?）對(duì)哈大高鐵工程試驗(yàn)段D3K691+750~D3K691+850的

2、原狀土進(jìn)行不排水不固結(jié)（UU）凍融三軸剪切試驗(yàn)得到的抗剪強(qiáng)度參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行理論分析，得出土體粘聚力和內(nèi)摩擦角隨著含水率和凍融循環(huán)次數(shù)的增加而減小，并將數(shù)據(jù)導(dǎo)入Matlab中，利用最小二乘擬合法推導(dǎo)出粘聚力和內(nèi)摩擦角隨含水率和凍融循環(huán)次數(shù)變化的關(guān)系式；再分別求出粘聚力衰減系數(shù)和內(nèi)摩擦角衰減系數(shù)隨凍融循環(huán)次數(shù)變化的關(guān)系式，為邊坡數(shù)值計(jì)算提供理論指導(dǎo)。
　?。?）在數(shù)值分析軟件ABAQUS中建立季節(jié)凍土區(qū)高鐵邊坡的數(shù)值模型，確定所需的傳熱

3、學(xué)參數(shù)，計(jì)算獲得邊坡在冬季凍結(jié)和春季融化階段的溫度場(chǎng)。通過(guò)對(duì)溫度場(chǎng)的分析得知，邊坡在凍結(jié)階段的最大凍深為1.7 m；在融化階段融化深度逐漸增大，凍融交界面逐漸下降，在5月下旬土體全部融化。
　?。?）引入抗剪強(qiáng)度參數(shù)的衰減公式，利用強(qiáng)度折減法計(jì)算得知融化階段邊坡的穩(wěn)定安全系數(shù)逐漸降低。綜合分析融化階段邊坡的塑性應(yīng)變、位移場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)等，確定滑移面的位置，并與溫度場(chǎng)對(duì)比分析，得出凍融交界面為邊坡滑塌的危險(xiǎn)界面。
　?。?）分析含