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冻融和渗流耦合作用下风积土路基结构性演变规律的研究

刘浜葭  
【摘要】:风积土在我国分布范围较广,具有显著的结构性。特别是我国北方地区和西部高纬度地区,在温度、应力和渗流作用下,路基常伴随着冻胀、融沉、强度弱化等一系列现象,其根本原因在于路基填料结构性的损伤与演变,导致道路产生严重病害,给交通系统带来巨大经济损失。 本论文的研究对象为我国东北地区的风积土,主要研究了风积土路基填料的基本物理力学性质、初始结构性及其在季节性冻胀、应力、含水量综合作用下的演变规律,并建立了相应的基于贯入值参数的数学模型。本文先后采用贯入值参数、冰率、冻胀比和融沉比三种不同参数研究了风积土填料路基的冻胀融沉特性及其结构性变化规律。经过试验和理论分析,得到了反映冻融对土体结构性影响的动态结构性参数。基于损伤理论,引进结构性参数作为其损伤比,建立了考虑冻融作用的土体结构性模型,由于结构性参数中包含了温度、水分、应力的相互作用对结构性的影响,因此该模型间接反映了温度场、渗流场和应力场的耦合作用。 通过本论文的研究,更加深刻的揭示了复杂冻融条件下风积土路基的结构性变化规律及机理,对彻底解决北方风积土地区道路病害有重要科学价值和推广应用前景。


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