公路涎流冰病害数值模拟及理论分析

发布时间：2017-09-27 03:08

  本文关键词：公路涎流冰病害数值模拟及理论分析

  更多相关文章： 公路修筑 涎流冰病害 形成机理 防治措施 数值分析 层次分析法

【摘要】：涎流冰是寒冷地区独特的冷生现象,给公路和边坡防护等构筑物的稳定与交通运营造成了较大的安全隐患。现阶段国内外有关涎流冰病害方面的研究主要集中在冻土地区的低等级公路,并且关于涎流冰的形成机理主要是一般性规律,没有进行深入的内部形成机理和系统的防治措施方面的研究。为此,本文依托铜川到黄陵高速公路,通过国内外相关资料调研、病害情况实地调查、有限元模拟和涎流冰成冰理论分析,对公路涎流冰病害的发育规律与内部形成机理开展了研究,提出了三种新型组合防冰措施,并对其中两种措施的使用效果进行了理论评价和现场跟踪观测验证。主要研究内容包括:1.结合对寒温带、青藏高原气候区、中温带地区公路涎流冰病害发生路段的调查研究以及依托工程沿线水文、气象、地形地貌、涎流冰发生情况的野外考察和现场观测,得出了公路涎流冰病害的主要特征与主要影响因素。2.使用有限元模拟软件分析了地下水、地层岩性、负气温等不同因素对涎流冰形成的影响,同时结合依托工程九处病害地段数值模拟和实地观测,对涎流冰的成冰机理进行了分析,在此基础上提出了形成涎流冰的密闭三层体系的冻结—压力作用和内部发育机理。3.在上述资料调研、数值模拟和形成机理分析的基础上,针对依托工程沿线病害情况提出了六种传统措施和三种新型组合防治措施。4.运用层次分析法和数值模拟综合评价了依托工程中采取的新型组合防治措施的有效性,并通过现场跟踪观测进行了验证。
【关键词】：公路修筑 涎流冰病害 形成机理 防治措施 数值分析 层次分析法
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U418.41
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-15
• 1.1 研究课题的提出及意义9-10
• 1.2 涎流冰的定义及类型10-12
• 1.3 国内外研究现状12-13
• 1.4 主要研究内容及技术路线13-15
• 1.4.1 主要研究内容13-14
• 1.4.2 技术路线14-15
• 第二章 公路涎流冰病害调查及主要影响因素分析15-29
• 2.1 不同温度带公路涎流冰病害调查15-20
• 2.1.1 寒温带国道201线七台河段涎流冰病害调查15-17
• 2.1.2 中温带鹤大高速公路丹东段涎流冰病害调查17-19
• 2.1.3 高原气候区宁果公路果洛段涎流冰病害调查19-20
• 2.2 铜黄高速公路沿线涎流冰病害调查20-24
• 2.2.1 依托工程概况20-22
• 2.2.2 铜黄公路沿线涎流冰病害调查22-24
• 2.3 公路涎流冰病害的主要特征24-25
• 2.4 公路涎流冰病害的主要影响因素25-28
• 2.4.1 地下水26
• 2.4.2 地形地貌26
• 2.4.3 地质条件26-27
• 2.4.4 负气温27
• 2.4.5 人为因素27-28
• 2.5 小结28-29
• 第三章 公路涎流冰病害成因数值模拟及形成机理分析29-55
• 3.1 涎流冰病害有限元数值分析的基本理论29-33
• 3.1.1 渗流场计算理论29-30
• 3.1.2 温度场计算理论30-33
• 3.2 基于有限法的涎流冰病害成因数值模拟33-43
• 3.2.1 模型建立33
• 3.2.2 地下水的影响33-36
• 3.2.3 地层岩性的影响36-41
• 3.2.4 气温的影响41-42
• 3.2.5 依托工程9处涎流冰病害模拟结果统计及分析42-43
• 3.3 公路涎流冰成冰机理分析43-47
• 3.4 密闭水体温度压力变化对公路涎流冰形成的影响47-49
• 3.5 破碎岩层薄弱处强度对公路涎流冰形成的影响49
• 3.6 公路涎流冰病害的内部形成机理49-53
• 3.7 公路涎流冰的发育规律53
• 3.8 小结53-55
• 第四章 公路涎流冰病害防治措施研究55-67
• 4.1 铜黄高速公路沿线涎流冰病害传统防治措施55-61
• 4.1.1 冻结沟55-56
• 4.1.2 横向集水管56-57
• 4.1.3 透水路基57-58
• 4.1.4 保温渗沟58-60
• 4.1.5 山脊侧面开挖60
• 4.1.6 修筑桥（梁）涵（洞）60-61
• 4.2 铜黄公路沿线未使用的其他传统防治措施61-62
• 4.3 铜黄高速公路沿线涎流冰病害新型组合防治措施62-66
• 4.3.1 K126+125～K126+290处防治措施62-63
• 4.3.2 K130+680～K130+965处防治措施63-65
• 4.3.3 K155+450～K155+620处防治措施65-66
• 4.4 小结66-67
• 第五章 铜黄公路沿线涎流冰病害新型组合防治措施使用效果评价67-87
• 5.1 基于层次分析法对涎流冰病害新型防治措施使用效果的理论评价67-75
• 5.1.1 K130+680～K130+965处层次分析法理论评价67-75
• 5.1.2 K155+450～K155+620处层次分析法理论评价75
• 5.2 铜黄公路新型组合防治措施使用效果数值模拟理论评价75-81
• 5.2.1 K130+680～K130+965处数值模拟理论评价75-78
• 5.2.2 K155+450～K155+620处数值模拟理论评价78-81
• 5.3 铜黄公路沿线涎流冰病害新型防治措施使用效果现场跟踪观测评价81-86
• 5.3.1 K130+680～K130+965处防冰效果现场跟踪观测评价82-84
• 5.3.2 K155+450～K155+620处防冰效果现场跟踪观测评价84-86
• 5.4 小结86-87
• 第六章 结论与建议87-89
• 6.1 结论87
• 6.2 建议87-89
• 参考文献89-93
• 致谢93

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 田新鹏;李金强;郭章新;韩志军;;复合材料层合板在不同温度场中的热屈曲行为[J];太原理工大学学报;2016年02期

2 顾颖;李亚东;姚昌荣;;太阳辐射下混凝土箱梁温度场研究[J];公路交通科技;2016年02期

3 禹宁;;浅谈鹤大高速公路桓仁(新开岭)至丹东(古城子)段涎流冰的处理措施[J];北方交通;2013年S1期

4 张熙颖;李岩松;孙东雨;;季冻区公路路基病害与设计研究[J];吉林建筑大学学报;2013年04期

5 李宇亮;张梦诗;张中杰;;黄陵至铜川公路建设对太安自然保护区的影响及保护措施研究[J];四川环境;2013年03期

6 王天亮;岳祖润;;细粒含量对粗粒土冻胀特性影响的试验研究[J];岩土力学;2013年02期

7 蹇依;汤明高;袁丁;;G317线汶马路涎流冰成因机理及发育分布特征研究[J];公路交通科技(应用技术版);2012年09期

8 赵文丁;刘东亮;;吉延高速公路涎流冰分析与防治[J];长春工程学院学报(自然科学版);2012年01期

9 孙志利;;高寒地区潜水型涎流冰病害成因分析及处治措施[J];科技致富向导;2011年11期

10 李明宇;;公路涎流冰发生机理[J];黑龙江交通科技;2010年10期

，

本文编号：927260