基于强度折减法的多年冻土路基稳定性分析

发布时间：2017-11-24 21:07

  本文关键词：基于强度折减法的多年冻土路基稳定性分析

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【摘要】：随着我国经济的飞速发展,目前在多年冻土地区修建大量的桥梁、公路和铁路等基础设施,根据我国多年冻土地区道路建设与维护发展的需要,对于多年冻土地区路基稳定性的研究迫在眉睫。迄今为止,多年冻土的理论研究相对丰富,但还需要补充。因此,研究多年冻土地区路基的稳定性具有非常重要的意义。本文首先阐述外界环境因素、内部因素、工程因素等对多年冻土地区路基稳定性的影响,并且浅析各种因素对路基稳定性的影响机理。其次,利用有限元方法对多年冻土地区不同工况下路基的温度场进行分析。最后,利用有限元双强度折减方法对多年冻土地区不同工况下路基的应力-应变场及路基稳定性进行分析。主要研究内容和结果如下:(1)结合多年冻土地区路基的特点,用数值计算方法模拟了多年冻土区年平均气温为-3.82℃,气候持续以0.022℃·a-1速度增温,50a运营年限内不同走向、不同高度路基下卧多年冻土的温度场得出,东西走向下路基的下伏融化盘面积最大,融化盘的最低位置及偏离路基中线的距离均最大,45°走向次之,南北走向最小。并且随运营时间的增长,融化盘的深度加深、偏离中线距离加大且面积变大。随路基高度增加,多年冻土上限下降,融化盘的面积在横向和纵向方面均增加。(2)采用有限元双强度折减方法建立融化盘简化的路基力学模型,在所给计算条件下,随路基高度的升高,路基的稳定性安全系数存在一个转折点,不超过此转折点对应高度时,随路基高度升高路基稳定性安全系数逐渐增长,高于此转折点对应高度时,随路基高度升高路基稳定性安全系数逐渐降低。(3)通过对比路基下伏是否存在融化盘得出,同一计算条件下,考虑融化盘时安全系数比不考虑融化盘时低;通过对比分析路基双侧融化和单侧融化状态得出,路基双侧融化时安全系数比单侧融化时低。(4)通过对融化盘面积纵向加深发展分析得出,纵向加深只对路基表面纵向裂缝出现的规模产生影响,对其产生的位置无影响,并且融化盘纵向尺寸越大,路基的稳定性安全系数越小;路基融化盘面积横向延伸长度不同,路基表面纵向裂缝出现的位置及规模不同,不同横向延伸长度存在一个临界长度,此时路基出现裂缝的规模最大。
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U416.1

【参考文献】

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本文编号：1223594