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青藏高原高速公路宽幅路基温度场有限元分析

青藏高原高速公路宽幅路基温度场有限元分析

作者：王英才北京交通大学

学位级别：硕士

目前在建的G214高速公路中共和至玉树(结古)段大部分穿越青藏高原多年冻土区,因冻土的热稳定性较差,土体的冻胀和融沉常诱发多年冻土区工程构筑物的破坏。随着青藏高原公路等级的提高,路基的宽度、高度及结构形式将会对路基的热稳定状... 详细信息

目前在建的G214高速公路中共和至玉树(结古)段大部分穿越青藏高原多年冻土区,因冻土的热稳定性较差,土体的冻胀和融沉常诱发多年冻土区工程构筑物的破坏。随着青藏高原公路等级的提高,路基的宽度、高度及结构形式将会对路基的热稳定状况带来不同的影响。本文采用有限元数值方法,以青藏高原共和至玉树(结古)高速公路工程为依托,综合考虑气温、路基高度及路基宽度等多种条件及工程特点等因素的影响,对多年冻土区高速公路宽幅路基及分离式路基的长期热稳定性进行了分析,对寒区高速公路工程建设中宽幅路基的最小填筑高度以及分离式路基的合理线间距进行了研究。所得主要结论如下： 1、根据路基高度统一采用2.5米,宽度分别为12米、16米、20米、24米的有限元模拟计算结果,研究结果表明,路基宽度对多年冻土高速公路地温的影响很明显。 2、在多年冻土区当公路路基的宽度为24m时,为保证路基下多年冻土温度场的温度,路基的最小合理填筑高度约为4.0米。 3、对于路基高度为2.5米、宽度12米的分离式路基,计算结果表明,该条件下多年冻土地区分离式路基的最小线间距应为31.45m。

关键词：路基温度场融化深度宽幅路基分离式路基路基热响应分析

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机场跑道多年冻土地基温度场特征研究

机场跑道多年冻土地基温度场特征研究

作者：杨简中国民航大学

学位级别：硕士

根据我国机场建设规划,我国将在多年冻土地区陆续开展机场建设。多年冻土是一种对温度极其敏感,且具有明显流变特性的特殊土质。冻土温度发生微小变化,将直接导致冻土强度发生巨大变化。因此全面掌握多年冻土地基温度场分布规律是机场... 详细信息

根据我国机场建设规划,我国将在多年冻土地区陆续开展机场建设。多年冻土是一种对温度极其敏感,且具有明显流变特性的特殊土质。冻土温度发生微小变化,将直接导致冻土强度发生巨大变化。因此全面掌握多年冻土地基温度场分布规律是机场建设的基础。我国多年冻土地区机场建设刚刚起步,还未见多年冻土地区机场建设的系统报告,由于机场跑道的宽幅特征以及不能高出地面的特殊要求,公路与铁路中现有的研究成果还不能完全照搬到机场中来。因此多年冻土地区机场跑道地基温度场特征是亟待解决的问题。为此,本文结合机场跑道的特点运用ABAQUS有限元软件对多年冻土地区不同道面宽度、不同道面类型、气候变暖因素以及隔热板跑道地基温度场变化规律进行了模拟分析,主要研究内容和成果如下:(1)基于有限元建立了相同条件下多年冻土地区机场跑道地基和公路路基温度场计算模型,通过对比分析得出两者地基温度分布存在较大差异。与公路路基相比,机场跑道地基融化更深,对冻土的扰动更大,说明公路中现有的研究成果不能完全应用到机场跑道中。进一步,通过现场道路温度场测试试验,验证了有限元模型的正确性。(2)对不同道面宽度的多年冻土区机场跑道地基温度场变化规律进行研究,结果表明,随着道面宽度的增加,地温越高,融土核面积越大,融化深度越深,并得出了温度场的年变化规律以及机场跑道对地基温度场的影响范围,最后建立了融化深度与道面宽度及时间的定量关系。(3)对沥青混凝土道面与水泥混凝土道面跑道地基温度场进行对比分析,得出水泥混凝土道面地基温度场融化深度较小,处于融化的时间比沥青混凝土道面短一个月,热稳定性较好,对多年冻土的扰动性更小。进一步,基于上述分析,给出了不同水泥混凝土道面宽度与地基融化深度及时间的相关关系。(4)针对不同气候变暖条件下跑道地基温度场进行了分析,结果表明气候变暖对多年冻土地区跑道地基融深影响显著,并进一步给出了融化深度与气候变暖速率的关系。(5)基于隔热层机场跑道地基温度场数值分析,得出隔热板的埋置能较大减小地基融化深度,对窄幅道面保护效果尤为明显,且隔热板厚度越厚埋置越浅对多年冻土的保护效果越好。

关键词：多年冻土机场跑道温度场特征融化深度道面宽度

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中俄输油工程对周围多年冻土的影响研究

中俄输油工程对周围多年冻土的影响研究

作者：洪皓飞黑龙江大学

学位级别：硕士

中俄输油工程是我国重要的能源线,工程沿线跨越多年冻土区,故对工程区多年冻土地温变化规律研究具有重要的理论与应用价值。本文以输油工程沿线自然环境、地质构造和多年冻土分布特点作为研究基础,分析输油工程建设对周围多年冻土退化... 详细信息

中俄输油工程是我国重要的能源线,工程沿线跨越多年冻土区,故对工程区多年冻土地温变化规律研究具有重要的理论与应用价值。本文以输油工程沿线自然环境、地质构造和多年冻土分布特点作为研究基础,分析输油工程建设对周围多年冻土退化的影响,研究输油工程周围多年冻土一年内地温变化规律,并运用有限元软件建模,对输油工程周围多年冻土开展运营期50年内温度场影响进行数值模拟,并与实测数据拟合较好,提出管道油温对多年冻土热影响规律,通过50年管底最大融化深度对比分析,得到对于线热源,高温冻土比低温冻土更加敏感,在管道采用保温层措施,可有效减小多年冻土的最大融化深度,减小对多年冻土的扰动,针对输油工程周围不良地质灾害的发生,提出了多年冻土破坏预防措施。

关键词：多年冻土输油工程地温数值模型融化深度

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唐古拉山南麓的季节冻土

冰川冻土 1980年第2期 19-24页

作者：童伯良,谢应钦,郭东信,王家澄中国科学院兰州冰川冻土研究所

在唐古拉山南麓季节冻土分布极为广泛。季节冻土是放置各种建筑物基础的场所,因此,查明季节冻结层与融化层的形成条件、过程、以及发育规律不仅具有重要理论意义,而且也为改造季节冻土提供了科学依据。

关键词：季节冻土格拉土门厚度多年冻土区季节融化层冻结层融化深度冻土层唐古拉山当拉山

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青藏高原多年冻土地区铁路路基的融冻规律

冰川冻土 1980年第4期 38-43页

作者：朱阳福铁道部科学研究院西北究研所

为了给我国青藏高原多年冻土地区铁路路基工程的设计和施工提供必要的资料,在1975年至1976年间曾于青藏高原风火山地区修筑了一段包括路基多种断面形式的实体试验工程。

关键词：高路堤青藏高原青藏现代强烈隆起区高原多年冻土填筑高度换填路基中心挖土路基路堑回冻规律上限冻土路基融化深度季节融化层

正态分布理论在多年冻士地区铁路路基工程中的应用

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路基工程 1985年第5期 85-89页

作者：刘铁良阳昌秀铁道部科学研究院西北研究所

在我国东北、西北和苏联远东的连续和岛状多年冻土地区,沼泽湿地是一种广泛分布的地貌类型。在这类地区修筑的铁路路堤,常常发生热融沉陷的问题。苏联远东铁路运输勘测设计院的调查资料表明,由于地基泥炭层的压缩性而使路堤的沉陷数值... 详细信息

在我国东北、西北和苏联远东的连续和岛状多年冻土地区,沼泽湿地是一种广泛分布的地貌类型。在这类地区修筑的铁路路堤,常常发生热融沉陷的问题。苏联远东铁路运输勘测设计院的调查资料表明,由于地基泥炭层的压缩性而使路堤的沉陷数值约占路堤沉陷量的80～85%。为了使新建铁路在交付运营之前,发生热融沉陷区段路堤的纵断面坡度,不得比

关键词：沉陷量数学期望融化深度均方差标志变异指标路堤沉陷自然区沼泽地区 Gauss 分布正态分布热融沉陷

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求解融湖下冻土热状况的热平衡积分法

肇庆学院学报 2007年第5期28卷 8-11页

作者：罗佩芳黄赞内蒙古工业大学理学院

以热平衡积分法为工具,求出了一类伴有相变的一维热传导方程在具有稳定热源条件下的近似解析解,并根据Alaska北极Barrow地区的冻土与融湖资料,用所得解析解求得了3 000年内融湖下冻土融化深度与时间的关系.

关键词：相变热传导热平衡积分法近似解析解融化深度

浅谈多年冻土对管道的影响及相应的设计建造措施

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内江科技 2016年第3期37卷 42-43,153页

作者：梁文中国石化集团江苏石油工程设计有限公司

多年冻土区管道不同于温暖地区的管道,其特殊的环境引发了管道选线、敷设方法、冻土层保护等一系列问题。本文通过对冻土产生的原因及冻胀、融沉机理的介绍,指出其对管道的危害,并在借鉴、吸取国内外一些多年冻土区修建油气管道的成功... 详细信息

多年冻土区管道不同于温暖地区的管道,其特殊的环境引发了管道选线、敷设方法、冻土层保护等一系列问题。本文通过对冻土产生的原因及冻胀、融沉机理的介绍,指出其对管道的危害,并在借鉴、吸取国内外一些多年冻土区修建油气管道的成功经验基础上,以减少或消除冻胀和融沉对管道的影响为目标,叙述了多年冻土区管道的设计、施工要求及防冻措施。

关键词：多年冻土区融沉冻土层防冻措施敷设方法冻胀量油气资源开发融化深度混凝土基础 Pipeline

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林区公路病害及在设计中的预防

林业科技情报 1995年第2期 25-34页

作者：杨太恩

一、路基病害的原因 1.路基水文情况变化的同年循环,由于我省降雨秋季,地下水位上升而气温又下降,地面蒸发量少,路基处于较大湿度状态,秋末冬初气温继续下降,在负温度差的作用下,路基内部水份由暖区向冻区移动,温度发生湿度聚流,路基上... 详细信息

一、路基病害的原因 1.路基水文情况变化的同年循环,由于我省降雨秋季,地下水位上升而气温又下降,地面蒸发量少,路基处于较大湿度状态,秋末冬初气温继续下降,在负温度差的作用下,路基内部水份由暖区向冻区移动,温度发生湿度聚流,路基上层含水量增加,下层含水量减少。春天气温回升土基逐层融化,由于上融下冻水份不能下渗,同时路面融化深度比路肩融化深度大,融后水份也不能从水平方向排走,

关键词：路基病害公路病害压实度提高路基融化深度排水系统最佳含水量冻结速度地下水位上升地面蒸发量