深季节冻土区路基保温措施的应用研究

发布时间：2017-07-30 02:12

  本文关键词：深季节冻土区路基保温措施的应用研究

  更多相关文章： 深季节性冻土 冻土路基 温度场 热-力耦合 保温材料 数值模拟

【摘要】：21世纪振兴东北老工业基地的战略实施必将为推动我国经济持续、均衡、合理发展作出巨大贡献。所以,以铁路、公路建设为重点的基础设施建设就成为当务之急。然而随着我国高速铁路在寒区的大规模建设,深季节冻土区路基的冻胀问题是东北严寒地区的高速铁路建设必须解决的主要问题之一。为了防止路基发生冻胀病害,本文主要针对深季节冻土区路基保温措施的方法进行研究。本文在东北地区哈齐铁路客运专线现场试验段DK219+850路基断面长期监测数据的基础上,运用ABAQUS有限元分析软件,对深季节冻土区的路基温度场进行了数值模拟计算,研究了路基采取保温措施之后的保温效果,并且得出路基铺设保温材料的合理宽度和厚度以及保温护道和保温材料两者相结合使用的有效组合形式。另外,在路基温度场计算结果的基础上,再进行路基的热-力耦合数值模拟计算,分析温度场的变化和采取保温措施后对路基变形场分布规律的影响,得出采取路基上表面和边坡表面全部铺设保温材料,对防止路基土体的冻胀效果最好。
【关键词】：深季节性冻土 冻土路基 温度场 热-力耦合 保温材料 数值模拟
【学位授予单位】：石家庄铁道大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U416.16
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 绪论7-13
• 1.1 研究目的与意义7
• 1.2 国内外研究现状7-12
• 1.2.1 冻胀融沉的研究现状7-9
• 1.2.2 冻土温度场研究现状9-10
• 1.2.3 冻土路基变形场研究现状10-11
• 1.2.4 国内外对保温材料在路基中的应用研究11-12
• 1.3 主要研究内容12-13
• 第二章 路基工程概况与冻土路基变形基本理论13-19
• 2.1 哈-齐客运专线概况13-14
• 2.1.1 地理位置13
• 2.1.2 气候条件13-14
• 2.1.3 工程地质14
• 2.1.4 水文地质14
• 2.2 冻土路基变形基本理论14-15
• 2.2.1 冻土的成分与构造特征14-15
• 2.2.2 土的冻结过程与特征15
• 2.3 深季节冻土路基冻胀融沉产生的机理15-19
• 2.3.1 融沉特性15-16
• 2.3.2 冻胀特性16-17
• 2.3.3 影响土冻胀量的因素17-19
• 第三章 保温材料对深季节冻土区路基温度场的影响19-53
• 3.1 温度场有限元理论19-22
• 3.1.1 温度场控制方程19-21
• 3.1.2 边界条件的分类21-22
• 3.2 路基温度场的数值模拟22-26
• 3.2.1 基本假定22-23
• 3.2.2 模型的建立23
• 3.2.3 材料参数的确定23-24
• 3.2.4 初始条件及边界条件的确定24-26
• 3.3 计算过程26
• 3.4 计算结果分析26-50
• 3.4.1 计算模型的验证26-30
• 3.4.2 路基温度场分析30-35
• 3.4.3 路基加保温措施后的计算结果分析35-50
• 3.5 本章小结50-53
• 第四章 保温材料对深季节冻土区路基变形的影响53-72
• 4.1 热-力耦合53-57
• 4.1.1 冻土路基应力和变形的基本方程53-54
• 4.1.2 热-应力耦合方程54-57
• 4.2 分析模型及计算方案57-60
• 4.2.1 计算参数的确定58-59
• 4.2.2 边界条件59
• 4.2.3 计算过程59-60
• 4.3 计算结果分析60-71
• 4.3.1 计算模型的验证60-62
• 4.3.2 路基位移场分析62-64
• 4.3.3 路基加保温措施后的计算结果分析64-71
• 4.4 本章小结71-72
• 第五章 结论与展望72-74
• 5.1 结论72-73
• 5.2 展望73-74
• 参考文献74-78
• 致谢78-79
• 个人简历79

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本文编号：592072