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《长安大学》 2001年
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多年冻土地区路基计算原理及临界高度研究

王铁行  
【摘要】: 论文以青藏公路为依托工程,综合考虑路基走向、风速、辐射、蒸发等多 种因素,提出了在各类边界条件下考虑上述诸多因素的有限元方法及相应计算 公式,并对青藏公路沱沱河天然地表温度和试验路路基温度场进行了计算,计 算与实测结果比较一致。本文进一步提出了亚粘土、砾砂土导热系数和比热容 的计算公式,得到了根据水面蒸发量确定土面蒸发量的表达式,给出了确定路 基横向风速分布的方法,推证了计算路基边坡坡角坡向系数的计算公式,并给 出了北纬34℃地区不同坡率路基不同走向时的坡向系数建议值,从而确定了各 外部因素沿路基横向的分布。在前述工作的基础上,对路基横向热差异问题进 行了探讨,对路堤修筑后温度场逐年变化过程进行了计算研究,探讨温度场的 变化规律,论证了不同高度路基修筑后的温度场逐年稳定变化所需的年限及逐 年变化较大的年限,揭示了融土核存在及变化规律,指出浅层土温度分布的非 对称性有冬强夏弱的特点,发现深层土温度变化滞后表层土及气温约5个月。 建立了水份迁移的二维有限元计算模型,该模型能够考虑路基复杂的边界 条件,而且适用于非均质路基问题,进而提出冻土工程中的总水头应该由重力 水头、基质吸力水头、温度水头和相交界面水头组成,并定义了温度水头和相 变界面水头,给出了确定方法,阐述了有限元计算过程及如何确定有关参数, 然后对冻结缘和融化缘的形成机理及定量计算进行了初步探讨。在水、热研究 的基础上,实现了冻土路基水、热双向耦合的计算。 建立了冻土路基应力及变形的二维计算模型,该模型充分考虑了冻土路基 水温变化引起土性的很大变化、冻土显著的流变性质及温度引起的自身体积变 形、施加荷载所引起的瞬时变形等。同时给出有限元计算过程及部分参数值, 并介绍了冻土强度的确定方法。 将临界高度的概念拓宽为保证路基处于安全状态的填土高度,对冻土路基 中的温度分布和变形规律进行分析,提出了冻土路基的临界高度应有下和上两 个值,并得到了确定砂砾路面路基和沥青路面路基下临界高度和上临界高度的 计算方法。
【学位授予单位】:长安大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2001
【分类号】:U416.1

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前1条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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9 张蔚;地面覆盖法调节土壤温度状况的数值模拟研究[D];甘肃农业大学;2008年
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【参考文献】
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【共引文献】
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10 苗胜军;丛启龙;任奋华;方伟;;基于ANSYS的大体积混凝土的水化热模拟研究[J];四川建筑科学研究;2009年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
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10 李世海;张磊;;岩体结构效应的三维离散元分析[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(下)[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张琛;光纤陀螺光路偏振特性及温度性能研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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【同被引文献】
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前2条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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7 郑平;冻土区埋地管道周围土壤水热力耦合作用的数值模拟[D];中国石油大学;2011年
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10 毛雪松;多年冻土地区路基水热力场耦合效应研究[D];长安大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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5 记者 张毅 周昆;为了境内6条国省干道的畅通[N];雅安日报;2010年
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4 柏松平;云南复杂地质环境公路地质病害诱发机理及其对策研究[D];昆明理工大学;2008年
5 卞晓琳;青藏铁路抛石路基通风性能研究[D];北京交通大学;2012年
6 王福恒;基于GIS的区域公路边坡灾害评价与预测研究[D];长安大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李文;路基沉陷劈裂注浆处治试验研究及力学参数计算[D];长沙理工大学;2013年
2 王小艳;路基不均匀变形对水泥混凝土路面结构的影响研究[D];长安大学;2011年
3 陈加洪;水对路基的影响及其防护措施研究[D];长安大学;2012年
4 张开立;草原湿地季节性冻土路基力学与变形特性研究[D];长安大学;2013年
5 牛强;西宝高速公路改扩建新旧路基结合部处治技术[D];长安大学;2012年
6 韩涛;路基水毁灾害识别技术及防治措施研究[D];长安大学;2010年
7 崔云财;黑龙江岛状多年冻土地区路基处治措施研究[D];长安大学;2012年
8 袁堃;岛状多年冻土地区路基差异沉降控制技术研究[D];长安大学;2010年
9 来胜祥;多年冻土地区路基热稳定性分析和路面结构响应研究[D];北京交通大学;2012年
10 刘敬;高速公路挖方路段路基水分迁移特性及路基回弹模量预测[D];长沙理工大学;2012年
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