冻融循环作用下高铁路基粗颗粒填料水热汽效应试验研究
发布时间：2021-11-23 13:44
我国季节性冻土区已建高速铁路路基均出现了不同程度的冻胀,并且某些路段的冻胀量超标,研究高铁路基粗颗粒填料的水热汽效应,对粗颗粒土的冻胀机理有更全面的认识,对高铁路基的抗冻设计、施工及冻土区既有高铁路基冻害的整治有重要意义。因此本文选用哈齐客专路基基床底层细角砾石作为研究对象,通过室内试验,研究冻融次数、压实度、降温模式等因素对土体温度及水分分布的影响,分析气态水在水汽迁移中的作用以及粗颗粒土中水热汽效应对寒区高铁路基工程的影响。论文的主要内容和取得的成果如下:（1）针对试验研究目标和内容的需求,自主研制了冻融条件下土体水汽迁移追踪装置,并验证了该装置的可靠性;利用该装置完成了粗颗粒土在封闭系统中的冻结试验,分析了图像追踪冻结锋面方法的有效性,误差均在9 mm以内。（2）完成了粗颗粒土在不同降温模式冻融作用下的水热汽效应试验,分析了水汽迁移规律以及降温模式对水热汽效应的影响。试验结果表明:降温模式对冻结锋面处含水率影响不大,差值最大为0.16%;对冻深范围内含水率的竖向分布有重要影响,分级降温模式比恒温降温模式的补水量大,最大为2.66倍。不同降温模式下,外界液态水迁移高度均处在10
【文章来源】：石家庄铁道大学河北省
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
土样制作过程照片
图 2-3 冻结温度测试装置连接示意图对两组粗颗粒土的冻结温度进行测试，含水率为 5 %，细颗粒含量为 8组是未掺荧光素的土样，另一组是掺有荧光素土样，荧光素和蒸馏水按照比例为 1:200。值得注意的是掺入荧光素的土样需要先将蒸馏水和荧光素充分搅拌，再到土样中搅拌均匀；未掺入荧光素的土样则只需要加入蒸馏水，分别浸润 保证土样含水率均匀。土样装入土样盒中，分两层进行夯实，土样尺寸高 100 mm，直径为 100 mm，将一根温度传感器插入土样中心。用橡皮膜裹样盒，为防止冷浴液浸入土中，再将土样盒放入到冷浴循环机的冷浴液中冷浴循环机的温度调成-3 ℃开始降温，试验中冻结时间历经 165 min，同80 数据采集仪的采集频率为 1 次/30 s，并对土样内部温度变化进行分析。2.2 试验结果分析掺入荧光素和未掺荧光素的两个土样内部温度变化曲线如图 2-4 所示。制程中环境温度相同，两个土样的初始温度都是 7 ℃。从图中可以看出，土
-13-(d)温度传感器 (e)DT80 数据采集仪 (f)冻融循环试验箱图 2-5 荧光素锋面追踪试验主要仪器控温系统由顶板、底板、箱体控温组成，顶板和底板的温度通过冷浴循环机控制，冷浴循环机采用 NESLAB 型，其温度控制精度为±0.1 ℃，冷浴液采用防冻液，防冻液的温度控制范围为-30～+106 ℃；土样的环境温度是通过高低温冻融循环试验箱控制，温度控制范围为-40～+150 ℃，精度为±0.1 ℃。冻融
【参考文献】：
期刊论文
[1]道面结构不均匀冻胀水热耦合模型试验及现场验证[J]. 龙小勇,岑国平,蔡良才,刘垍荧. 哈尔滨工业大学学报. 2019(03)
[2]季节性冻土区铁路路基冻胀变形特性研究[J]. 曹太平. 铁道勘察. 2019(01)
[3]兰新高铁粗颗粒土填料冻胀性试验研究[J]. 杨有海,沈鑫,朱生宪,高以健. 中国铁道科学. 2018(03)
[4]非饱和粗颗粒土体的冻结试验研究[J]. 高建强,白瑞强,马勤国. 冰川冻土. 2018(01)
[5]高速铁路路基粗颗粒填料冻胀特性研究[J]. 张聪颖. 铁道工程学报. 2018(02)
[6]基于pF meter传感器的土体冻融过程中基质势与未冻水量关系研究[J]. 薛珂,温智,张明礼,李德生,高樯. 干旱区资源与环境. 2017(12)
[7]严寒地区客专路堤阴阳面地温及变形差异分析[J]. 邰博文,岳祖润,刘建坤,沈宇鹏,田亚护,房建宏. 铁道学报. 2017(03)
[8]大西高速铁路路基冻胀分析及整治措施[J]. 杜晓燕,常凯,令狐勇生,叶阳升,张千里. 铁道建筑. 2017(01)
[9]非饱和土水汽迁移与相变:两类“锅盖效应”的试验研究[J]. 张升,贺佐跃,滕继东,刘岩,盛岱超. 岩土工程学报. 2017(05)
[10]兰新客运专线浩门区间路基温度、水分及冻胀变形特征[J]. 牛富俊,林战举,吴旭阳,商允虎,李肖伦,邵珠杰. 冰川冻土. 2016(04)
博士论文
[1]寒区高铁路基粗颗粒填料冻胀变形与强度研究[D]. 王青志.北京交通大学 2017
[2]深季节性冻土地区高速铁路路基稳定性研究[D]. 张玉芝.北京交通大学 2015
[3]严寒地区高速铁路路基冻胀和工程对策研究[D]. 石刚强.兰州大学 2014
[4]多年冻土地区路基水热力场耦合效应研究[D]. 毛雪松.长安大学 2004
硕士论文
[1]哈齐客专路基冻胀融沉现场监测分析[D]. 李燕杰.石家庄铁道大学 2015
本文编号：3514003
【文章来源】：石家庄铁道大学河北省
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
土样制作过程照片
图 2-3 冻结温度测试装置连接示意图对两组粗颗粒土的冻结温度进行测试，含水率为 5 %，细颗粒含量为 8组是未掺荧光素的土样，另一组是掺有荧光素土样，荧光素和蒸馏水按照比例为 1:200。值得注意的是掺入荧光素的土样需要先将蒸馏水和荧光素充分搅拌，再到土样中搅拌均匀；未掺入荧光素的土样则只需要加入蒸馏水，分别浸润 保证土样含水率均匀。土样装入土样盒中，分两层进行夯实，土样尺寸高 100 mm，直径为 100 mm，将一根温度传感器插入土样中心。用橡皮膜裹样盒，为防止冷浴液浸入土中，再将土样盒放入到冷浴循环机的冷浴液中冷浴循环机的温度调成-3 ℃开始降温，试验中冻结时间历经 165 min，同80 数据采集仪的采集频率为 1 次/30 s，并对土样内部温度变化进行分析。2.2 试验结果分析掺入荧光素和未掺荧光素的两个土样内部温度变化曲线如图 2-4 所示。制程中环境温度相同，两个土样的初始温度都是 7 ℃。从图中可以看出，土
-13-(d)温度传感器 (e)DT80 数据采集仪 (f)冻融循环试验箱图 2-5 荧光素锋面追踪试验主要仪器控温系统由顶板、底板、箱体控温组成，顶板和底板的温度通过冷浴循环机控制，冷浴循环机采用 NESLAB 型，其温度控制精度为±0.1 ℃，冷浴液采用防冻液，防冻液的温度控制范围为-30～+106 ℃；土样的环境温度是通过高低温冻融循环试验箱控制，温度控制范围为-40～+150 ℃，精度为±0.1 ℃。冻融
【参考文献】：
期刊论文
[1]道面结构不均匀冻胀水热耦合模型试验及现场验证[J]. 龙小勇,岑国平,蔡良才,刘垍荧. 哈尔滨工业大学学报. 2019(03)
[2]季节性冻土区铁路路基冻胀变形特性研究[J]. 曹太平. 铁道勘察. 2019(01)
[3]兰新高铁粗颗粒土填料冻胀性试验研究[J]. 杨有海,沈鑫,朱生宪,高以健. 中国铁道科学. 2018(03)
[4]非饱和粗颗粒土体的冻结试验研究[J]. 高建强,白瑞强,马勤国. 冰川冻土. 2018(01)
[5]高速铁路路基粗颗粒填料冻胀特性研究[J]. 张聪颖. 铁道工程学报. 2018(02)
[6]基于pF meter传感器的土体冻融过程中基质势与未冻水量关系研究[J]. 薛珂,温智,张明礼,李德生,高樯. 干旱区资源与环境. 2017(12)
[7]严寒地区客专路堤阴阳面地温及变形差异分析[J]. 邰博文,岳祖润,刘建坤,沈宇鹏,田亚护,房建宏. 铁道学报. 2017(03)
[8]大西高速铁路路基冻胀分析及整治措施[J]. 杜晓燕,常凯,令狐勇生,叶阳升,张千里. 铁道建筑. 2017(01)
[9]非饱和土水汽迁移与相变:两类“锅盖效应”的试验研究[J]. 张升,贺佐跃,滕继东,刘岩,盛岱超. 岩土工程学报. 2017(05)
[10]兰新客运专线浩门区间路基温度、水分及冻胀变形特征[J]. 牛富俊,林战举,吴旭阳,商允虎,李肖伦,邵珠杰. 冰川冻土. 2016(04)
博士论文
[1]寒区高铁路基粗颗粒填料冻胀变形与强度研究[D]. 王青志.北京交通大学 2017
[2]深季节性冻土地区高速铁路路基稳定性研究[D]. 张玉芝.北京交通大学 2015
[3]严寒地区高速铁路路基冻胀和工程对策研究[D]. 石刚强.兰州大学 2014
[4]多年冻土地区路基水热力场耦合效应研究[D]. 毛雪松.长安大学 2004
硕士论文
[1]哈齐客专路基冻胀融沉现场监测分析[D]. 李燕杰.石家庄铁道大学 2015
本文编号：3514003
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiaotonggongchenglunwen/3514003.html
