新型封闭式隔水路基防冻胀翻浆效果研究

发布时间：2017-03-23 16:15

  本文关键词：新型封闭式隔水路基防冻胀翻浆效果研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：冻胀翻浆是季节冻土地区常见的路基病害。本文通过探讨路基冻胀翻浆的形成机理,分析影响道路冻胀翻浆病害的主要因素,评价治理路基冻胀翻浆病害常用方法的优缺点,提出了一种新型封闭式隔水防冻胀翻浆路基形式。本文以室内模型试验为研究方法,同时在冻土箱内填筑一般路基和新型路基两种路基形式,研究两种路基在三次冻融循环过程中的温度、水分以及位移的变化规律,并进行数据对比,研究新型路基结构防治冻胀翻浆病害的效果。本文的主要研究内容有以下两部分:(1)基于一般路基模型研究路基在冻融循环作用下温度的变化规律、水分迁移以及位移的发展规律,研究表明:路基在冻结过程中发生水分迁移现象,路基冻结深度范围内的土体含水量呈增大趋势,未冻结区域土体的含水率呈现降低的趋势,路基土体在正冻过程中含水量增长较快。在不考虑行车荷载作用的情况下,路基顶面在冻融循环过程中产生的冻胀量和融化沉降量基本相等,冻融循环次数对路基顶面的位移变化影响较大。路基边坡在冻结过程中冻胀量大,融化过程中的沉降量较小,在三次冻融循环过程中路基边坡位移在整体上呈增大趋势。(2)通过对新型路基和一般路基在三次冻融循环过程中温度、水分以及位移的变化规律进行对比分析,研究新型路基的防冻胀翻浆效果,结果表明:新型路基不同深度处的温度变化量均小于一般路基,相比于一般路基,新型路基在冻融循环过程中的温度变化量降低20%左右,说明新型路基具有一定的隔热性能。新型路基内部的热量散失小于一般路基,延缓冻胀和融化沉降发生的时间,新型路基具有一定的保温性能。新型路基能阻断路基在冻结过程中的水分迁移路径,新型路基冻结区域的土体含水量小于一般路基;新型路基能阻止外界降雨和地下水进入路基内部。新型路基能有效的降低路基顶面和边坡处在冻融循环过程中产生的位移,相比于一般路基,新型路基顶面处的位移降低20%左右;边坡处的位移降低50%左右,说明新型路基具有良好的防冻胀翻浆性能。研究表明,新型封闭式隔水路基具有良好的防治冻胀翻浆效果,是防治路基冻胀翻浆病害的一种新的有效措施。
【关键词】：季节冻土 冻胀翻浆 新型路基 水分迁移 温度变化 冻胀量 有效性
【学位授予单位】：兰州交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U418.53
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-17
• 1.1 研究背景10-12
• 1.1.1 冻土的基本特征和分布情况10
• 1.1.2 季节冻土区路基工程冻胀翻浆病害10-12
• 1.1.3 课题背景12
• 1.2 研究的目的和意义12-13
• 1.3 国内外研究现状13-15
• 1.3.1 国外研究现状13
• 1.3.2 国内研究现状13-15
• 1.4 研究内容和研究思路15-17
• 1.4.1 研究内容15-16
• 1.4.2 研究思路16-17
• 2 道路冻胀翻浆形成机理及新型路基结构形式17-26
• 2.1 道路冻胀翻浆形成机理17-18
• 2.1.1 冻胀形成机理17-18
• 2.1.2 翻浆形成机理18
• 2.2 道路冻胀翻浆的影响因素18-22
• 2.2.1 粒径级配对冻胀翻浆的影响18-19
• 2.2.2 水分对道路冻胀翻浆的影响19-20
• 2.2.3 温度对道路冻胀翻浆的影响20-21
• 2.2.4 荷载对道路冻胀翻浆的影响21
• 2.2.5 路面类型对道路冻胀翻浆的影响21-22
• 2.3 冻胀翻浆治理方法及其优缺点22-23
• 2.4 新型封闭式隔水路基23-25
• 2.4.1 设计思路23-24
• 2.4.2 新型路基结构24-25
• 2.5 本章小结25-26
• 3 模型试验方案和过程26-39
• 3.1 模型试验设备26-28
• 3.1.1 低温模型箱26-27
• 3.1.2 高低温恒温液浴循环装置27
• 3.1.3 测试元件27-28
• 3.2 模型试验目的28-29
• 3.3 模型试验方案29-31
• 3.3.1 路基模型尺寸设计29-30
• 3.3.2 测试元件布设30-31
• 3.4 土工试验31-33
• 3.4.1 击实试验31-32
• 3.4.2 液塑限试验32-33
• 3.5 模型填筑33-37
• 3.6 试验过程控制37-38
• 3.7 本章小结38-39
• 4 一般路基模型温度、水分及位移变化规律39-52
• 4.1 一般路基模型温度场特征39-44
• 4.1.1 路基中心竖向温度变化规律39-41
• 4.1.2 路基沿水平方向的温度变化规律41-43
• 4.1.3 路基冻结融化深度43-44
• 4.2 一般路基的水分迁移规律44-46
• 4.3 一般路基模型位移变化规律46-51
• 4.3.1 路基顶面位移变化规律46-49
• 4.3.2 路基边坡位移变化规律49-51
• 4.4 本章小结51-52
• 5 新型封闭式隔水路基防冻胀翻浆效果研究52-67
• 5.1 温度对比分析52-58
• 5.1.1 路基竖向温度对比分析52-56
• 5.1.2 水平方向温度对比分析56-58
• 5.2 水分对比分析58-62
• 5.3 位移分析62-66
• 5.3.1 路基顶面位移对比分析62-64
• 5.3.2 路基边坡位移对比分析64-66
• 5.4 本章小结66-67
• 6 结论与展望67-69
• 6.1 主要结论67-68
• 6.2 展望68-69
• 致谢69-70
• 参考文献70-72
• 攻读学位期间的研究成果72

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