本文關鍵詞：季凍區(qū)高速公路路基拓寬拼接方案與變形控制研究

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【摘要】：伴隨著經濟的蓬勃發(fā)展,道路上行駛的汽車數量也在不斷增加,龐大的交通量對現有的高速公路網提出了嚴峻的考驗：建于上世紀的高速公路大部分為雙向四車道,不能承受激增的交通運輸量,嚴重影響公路的運輸效率。而公路改、擴建以其占地面積小,耗費資金少,開放交通早的優(yōu)勢成為了解決這一難題的關鍵措施。而加寬路基的差異變形控制一直是困擾工程界的難題,對于季節(jié)性凍土地區(qū)的加寬工程,不僅要考慮新填路基土引起的新舊路基差異變形,還要考慮氣溫季節(jié)性變化所引起的土體的季節(jié)性凍融對加寬路基變形造成的更進一步的影響作用。本文針對季節(jié)性凍土地區(qū)的加寬工程,考慮含水量對土體c、φ值的影響,對季節(jié)性凍土地區(qū)路基加寬變形進行研究分析,主要內容包括以下幾方面：首先,以溫度場控制方程為基礎,建立加寬路基非穩(wěn)態(tài)溫度場的計算模型,結合季節(jié)性凍土地區(qū)的周期性氣溫變化特征確定模型溫度計算的邊界條件,同時考慮在凍結區(qū)、融化區(qū)、相變過渡區(qū)材料熱參數的變化,給出季節(jié)性凍土地區(qū)加寬路基非穩(wěn)態(tài)溫度場計算模型。同時,分析路基加寬后與加寬前溫度場變化情況以及加寬時間對路基溫度場的影響情況。得到如下結論：在相同的時間條件下,加寬后路基中的溫度大于加寬前路基中相應位置處的溫度值,且當計算時間為10年時,加寬后路基中的溫度值與加寬前路基中相應位置處的溫度值基本趨于一致。加寬時間越晚,外界負溫對路基溫度影響越明顯。其次,以溫度梯度修正Fick第一定律建立土體在凍結過程中的含水量變化計算模型,以溫度梯度修正達西定律建立土體在融化過程中的含水量變化計算模型,最后綜合考慮凍結及融化作用,得出經過一次凍結融化作用之后土體中的含水量變化計算模型。最后,以一次凍融循環(huán)后路基中含水量值為基礎,通過含水量與強度參數值之間的回歸關系,建立季節(jié)性凍土地區(qū)加寬路基變形計算模型。并分析不同加寬方式、加寬寬度、路基填筑高度、土工格柵鋪設層數、凍融循環(huán)次數對加寬路基變形的影響。初步得到以下結論：雙側加寬方式更有利于路基受力平衡,但施工過程控制難度較大：當路基填筑高度增加為6m時,新路基坡腳處及坡腳下不同深度處水平位移增大幅度較大,需進行專項控制；鋪設土工格柵對減小路基的豎向變形方面效果不明顯,而對減小新路基坡腳處水平位移方面效果較明顯；路基豎向變形隨著凍融循環(huán)次數的增多而增大,但增大幅度不大。
【關鍵詞】：季節(jié)性凍土 加寬路基 溫度場 變形場
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U416.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-20
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 國內外研究現狀11-17
• 1.2.1 凍土區(qū)路基溫度場研究現狀11-12
• 1.2.2 凍土區(qū)路基水分場研究現狀12-14
• 1.2.3 高速公路改擴建工程研究現狀14-17
• 1.3 論文研究內容17-18
• 1.4 主要技術路線18-20
• 第二章 季凍區(qū)加寬路基溫度場分布研究20-38
• 2.1 加寬路基溫度場數值計算20-25
• 2.1.1 溫度控制方程20-21
• 2.1.2 計算模型21-22
• 2.1.3 計算參數22-24
• 2.1.4 邊界條件24-25
• 2.2 加寬路基溫度場分布規(guī)律研究25-36
• 2.2.1 加寬作用對路基溫度場分布的影響26-34
• 2.2.2 加寬時間對路基溫度場分布的影響34-36
• 2.3 本章小結36-38
• 第三章 季凍區(qū)加寬路基水分場分布研究38-50
• 3.1 加寬路基水分遷移模型研究38-44
• 3.1.1 凍結期土體水分遷移模型38-41
• 3.1.2 融化期土體水分遷移模型41-43
• 3.1.3 凍融循環(huán)后水分遷移模型43-44
• 3.2 模型參數確定44-47
• 3.2.1 凍結期模型參數確定44-46
• 3.2.2 融化期模型參數確定46-47
• 3.3 加寬路基水分場分布47-49
• 3.4 本章小結49-50
• 第四章 季凍區(qū)加寬路基變形數值模擬50-72
• 4.1 加寬路基變形場數值計算51-56
• 4.1.1 計算假定51
• 4.1.2 計算模型51-53
• 4.1.3 計算參數53-55
• 4.1.4 計算步驟55-56
• 4.2 影響因素分析56-71
• 4.2.1 加寬方式對路基變形的影響56-59
• 4.2.2 加寬寬度對路基變形的影響59-61
• 4.2.3 路堤填筑高度對路基變形的影響61-64
• 4.2.4 土工合成材料的鋪設對路基變形的影響64-68
• 4.2.5 凍融循環(huán)次數對路基變形的影響68-71
• 4.3 本章小結71-72
• 第五章 結論72-74
• 5.1 主要研究結論72-73
• 5.2 進一步研究建議73-74
• 致謝74-76
• 參考文獻76-79

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前10條

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本文編號：835435