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青藏铁路多年冻土区加筋路堤变形分析

专 业: 环境工程
关键词: 青藏铁路 多年冻土 加筋路堤 温度场 变形 耦合 有限元
分类号: U211.2
形 态: 共 54 页 约 35,370 个字 约 1.692 M内容
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内容摘要


在青藏高原多年冻土区修建铁路路堤,打破了原来天然地表与外界的热力平衡,地下温度场将重新分布.为了保持多年冻土的稳定,通常利用适当加大路堤高度的措施确保冻土上限不下降或有所上升.但是,路堤加高后,一方面由于路堤两侧边坡接受太阳辐射程度的不同,路堤、地基温度场将出现关于路堤中心不对称的现象;另一方面,在年平均气温增长0.02℃的条件下,冻土天然上限将逐年下降.温度场的不对称和冻土上限的变化是路堤产生不均匀变形和纵向裂缝的直接原因.在借鉴非冻土区土体加筋技术成功经验的基础上,利用路堤内铺设土工格栅来改善多年冻土区路堤变形特征,以达到减小路堤不均匀沉降和增加路堤稳定性的目的.该文以现场监测数据为基础、以有限元方法为手段、以含相变问题的温度场与变形场耦合为主要创新点,从实践和理论计算两个方面对多年冻土区加筋路堤温度场和变形特征进行了研究.监测数据和有限元计算结果均表明:在一定高度路堤和保温护道的共同作用下,多年冻土得到了有效的保护.同时,利用土体加筋技术可以达到减小路堤变形和增加路堤稳定性的目的……

全文目录


文摘
英文文摘
第一章 加筋技术在多年冻土区铁路路堤工程中的应用
1.1多年冻土区铁路路堤工程存在的问题
1.2土体加筋技术在工程建设中的应用
1.3国内外研究现状
1.4本文的研究内容、研究方法及创新点
第二章 青藏铁路多年冻土区加筋路堤的现场试验
2.1试验场地的自然地理条件
2.2试验方案的设计及监测项目的具体布设
2.3试验方法
2.4测试频率
2.5路堤填料的室内土工试验
2.6根据实测资料分析和评价路堤、地基土体的温度状况
2.6.1气温、地温特征
2.6.2冻土上限的变化
2.6.3阴、阳坡向土体温度场的差异
2.6.4路堤、地基土体温度状况的分析和评价
2.7根据实测资料分析和评价未加筋路堤和地基土体的变形特征
2.7.1路堤、地基土季节融化(冻结)深度随时间变化
2.7.2路堤、地基土体沉降变形和水平位移随时间变化
2.7.3路堤、地基土体变形特征的分析和评价
2.8不同加筋方式对路堤变形的影响
2.8.1不同加筋方式与路堤变形之间的关系
2.8.2不同加筋方式与路堤变形关系的分析和评价
第三章 多年冻土区铁路路堤及地基温度状况预报模型
3.1青藏高原多年冻土区气候条件的现状及发展趋势
3.2建立模型
3.2.1计算区域
3.2.2控制微分方程
3.2.3相变问题的处理、比热、导热系数的取值
3.2.4边界条件、初始条件
3.2.5路堤填料及地基土体的特性参数
3.2.6利用ANSYS进行温度场的有限元计算及成果分析
3.3温度场模拟结果与实测数据的对比分析
第四章 多年冻土区铁路加筋路堤变形状况预报模型
4.1温度场与变形场的单向耦合问题
4.2冻土体弹性模量与温度之间的关系
4.3利用ANSYS进行路堤变形的有限元分析
4.3.1单元类型的转换和荷载条件
4.3.2不同温度下各层土弹性模量的选取
4.3.4 2003~2030年路堤处于最大融化深度时变形模拟
4.4路堤土体加筋问题的处理
4.5多年冻土区铁路路堤加筋效果影响因素的模拟
4.5.1加筋间距对路堤沉降变形的影响
4.5.2加筋间距对路堤水平位移的影响
4.5.3筋材特性对路堤沉降变形的影响
4.5.4筋材特性对路堤水平位移的影响
4.6路堤加筋效果的综合评价
第五章 全文结论及展望
5.1现场试验结论
5.2数值模拟结论
5.3对今后工作的展望
参考文献

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中图分类: > U211.2 > 交通运输 > 铁路运输 > 铁路线路工程 > 线路理论

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