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青藏高原冻土区路面类型对路基温度场影响的非线性分析

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冰川冻土 2005年第2期27卷 169-175页

作者：汪海年窦明健吴敏慧长安大学特殊地区公路工程教育部重点实验室陕西西安710064 贵州省交通工程有限公司贵州贵阳550001

采用焓模型, 建立含相变的冻土路基温度场, 综合考虑气温、太阳辐射、风速风向、坡面蒸发等气象因素, 将诸多气象因素归结为第二、三类边界条件的叠加组合, 对不同气温地区的沥青路面及水泥路面路基温度场进行了有限元计算. 结果表明: ... 详细信息

采用焓模型, 建立含相变的冻土路基温度场, 综合考虑气温、太阳辐射、风速风向、坡面蒸发等气象因素, 将诸多气象因素归结为第二、三类边界条件的叠加组合, 对不同气温地区的沥青路面及水泥路面路基温度场进行了有限元计算. 结果表明: 路面类型对冻土路基温度场有着重要影响, 水泥路面的采用可有效地降低路面温度, 延缓冻土上限下降速率, 从而可以有效保护基底多年冻土; 从对基底冻土上限影响的角度来看, 路面类型、外部气温与路基高度三者间存在一定的动态等效关系.

关键词：道路工程多年冻土路基温度场路面类型

季节冻土区基床改性填料与保温护坡对路基温度场的影响分析

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冰川冻土 2016年第4期38卷 1059-1066页

作者：陆永港肖宏陈民子北京交通大学土木建筑工程学院北京100044

高速铁路对轨道平顺性具有非常高的要求,在季节冻土区建设的铁路面临着路基冻胀问题,由路基冻胀引起的轨道变形严重影响了高速铁路运行的安全性与舒适性.通过对比其他学者关于路基冻胀的处理与防治方法,提出了采用水泥稳定级配碎石代替... 详细信息

高速铁路对轨道平顺性具有非常高的要求,在季节冻土区建设的铁路面临着路基冻胀问题,由路基冻胀引起的轨道变形严重影响了高速铁路运行的安全性与舒适性.通过对比其他学者关于路基冻胀的处理与防治方法,提出了采用水泥稳定级配碎石代替普通级配碎石作为基床表层填料,同时在路基边坡铺设保温护坡的方法来防治路基冻胀.根据哈大客运专线季节冻土区的地质及气候条件,采用有限元数值仿真方法分析路基基床表层采用水泥稳定级配碎石和在路基边坡加设保温护坡后对路基温度场的影响.并将分析结果与哈大客运专线的现场实测结果进行了对比,验证了有限元数值仿真结果的可靠性,分析结果表明:在基床表层换填水泥稳定级配碎石,同时在路基边坡铺设3.0 m高、2.5 m宽的保温护坡后可以有效缓解路基的冻胀,与无任何保温措施的普通路基相比,路基中心处的最大冻结深度减小了0.5 m,路肩处的最大冻结深度减小了1.1 m.

关键词：季节冻土区路基冻胀路基温度场水泥稳定级配碎石保温护坡有限元数值方法

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多年冻土区含保温夹层路基温度场的数值模拟

中国铁道科学 2002年第2期23卷 59-64页

作者：田亚护刘建坤钱征宇何平铁道科学研究院研究生部北京100081 北方交通大学土建学院北京100044 铁道部科技教育司北京100844 中科院寒区旱区环境工程研究所

多年冻土区道路的修筑 ,改变了原来天然地表与外界的热交换关系 ,引起多年冻土区冻土的融化 ,从而导致路基面破坏。本文运用有限元分析方法 ,对多年冻土区含保温夹层的路基温度场进行了数值模拟。为了检验保温材料的效果 ,计算时采用改... 详细信息

多年冻土区道路的修筑 ,改变了原来天然地表与外界的热交换关系 ,引起多年冻土区冻土的融化 ,从而导致路基面破坏。本文运用有限元分析方法 ,对多年冻土区含保温夹层的路基温度场进行了数值模拟。为了检验保温材料的效果 ,计算时采用改变保温材料聚苯乙烯 ( EPS)层的厚度、宽度、埋设位置及路基表面条件 ,来模拟路基面下多年冻土季节最大融化深度在今后 5 0年内随时间的变化。通过对计算结果和多年冻土上限变化的分析比较 ,得出了在多年冻土区路基中铺设保温材料对路基面下多年冻土具有明显的保护作用。

关键词：冻土区保温夹层路基温度场数值模拟铁路线路

多年冻土区水泥混凝土路面下冻土路基温度场数值分析

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公路交通科技 2009年第1期16卷 45-50,56页

作者：王大鹏傅智易洪房建宏李焕青东南大学江苏南京210096 交通部公路科学研究院北京100088 交通部管理干部学院北京065201 青海省公路科研勘测设计院青海西宁810001

运用abaqus有限元分析方法,对不同冻土断面类型,不同路堤高度的水泥混凝土路面路基温度场进行了数值模拟,计算结果与观测结果比较后证实有限元模型参数的选取和计算方法是正确可靠的。通过分析可以得出以下结论:在相同冻土断面地区,水... 详细信息

运用abaqus有限元分析方法,对不同冻土断面类型,不同路堤高度的水泥混凝土路面路基温度场进行了数值模拟,计算结果与观测结果比较后证实有限元模型参数的选取和计算方法是正确可靠的。通过分析可以得出以下结论:在相同冻土断面地区,水泥路面基底融深较沥青路面下基底融深浅,体现了较好的热稳定性;不管何种冻土断面及路面类型,随着所处环境气温的升高,路面基底年最大融深均有所增加,沥青路面基底融深对中低温冻土地区气温升高的响应迅速,水泥路面基底融深对高温冻土地区气温的升高响应迅速;对于中低温多年冻土段水泥路面的大致路堤临界高度为1.2 m,对于高温不稳定多年冻土段,路堤临界高度在1.6 m左右,对于高温极不稳定多年冻土段,路堤临界高度在2.1 m左右。

关键词：道路工程路基温度场数值模拟多年冻土水泥混凝土路面

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多年冻土区草皮护坡路基温度场的数值模拟

路基工程 2006年第6期 49-51页

作者：许顺国牟瑞芳曾晓燕西南交通大学环境科学与工程学院四川成都610031

运用有限元分析法,对多年冻土区草皮护坡路基温度场进行了数值模拟。通过对比分析路基下多年冻土上限位置的变化,得出草皮护坡对路基下多年冻土具有一定的保护作用,并分析了其中的不足,可供工程实际参考。

关键词：草皮护坡路基温度场多年冻土区有限元生态环境

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隔热板埋深对冻土路基温度场的影响分析

郑州大学学报（工学版） 2010年第3期31卷 77-81页

作者：莫石秀郭月芹长安大学公路学院陕西西安710064 广东省路桥建设发展有限公司广东广州510635 广东省公路勘察规划设计院广东广州510507

采用焓模型,建立含相变的冻土路基温度场,利用非线性有限元方法对隔热板路基温度场进行数值模拟,并结合考虑近期及远期冻土保护效果,采用冻土年最大融深及路基内融土核高度两个评价指标综合分析了路基高度、路基施工季节等因素对隔热板... 详细信息

采用焓模型,建立含相变的冻土路基温度场,利用非线性有限元方法对隔热板路基温度场进行数值模拟,并结合考虑近期及远期冻土保护效果,采用冻土年最大融深及路基内融土核高度两个评价指标综合分析了路基高度、路基施工季节等因素对隔热板最佳埋深的影响.有限元计算表明,当施工季节向冷季推迟3个月时,隔热板的冻土保护效果显著增强,路基在运营20年内无融土核出现.在确定隔热板最佳埋深时需综合考虑施工季节、路基高度等因素的影响,若路基较低,宜浅埋,路基高度较高,暖季施工宜中埋,冷季施工宜浅埋.

关键词：道路工程多年冻土隔热板路基温度场埋深有限元

川藏线康定段季节性冻土路基温度场分布规律及路基变形研究

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川藏线康定段季节性冻土路基温度场分布规律及路基变形研究

作者：刘诗平长安大学

学位级别：硕士

论文以川藏线康定——东俄洛段公路改扩建工程为依托,综合考虑路线走向、风速、辐射、地形地貌等多种因素,实测了断面路基温度场和路面变形。通过对实测数据的研究分析了天然地表、路基中线、坡脚地温的变化特征以及路面、路线走向、海... 详细信息

论文以川藏线康定——东俄洛段公路改扩建工程为依托,综合考虑路线走向、风速、辐射、地形地貌等多种因素,实测了断面路基温度场和路面变形。通过对实测数据的研究分析了天然地表、路基中线、坡脚地温的变化特征以及路面、路线走向、海拔高度、地形地貌等对路基温度场分布的具体影响。通过对路面变形的分析,验证了季节冻土地区路面变形和路基温度场的相互关系。指出了在零填或挖方路段季节性的冻胀和融沉是构成路面变形的主要部分。现场取样进行室内试验,获得了在一定含水量和干密度情况下的热交换系数。对有限元计算中影响路基温度场的各边界条件进行分析,给出了北纬30.03°地区不同坡率、不同走向路基边坡接受太阳辐射量的理论公式。建立ADINA有限元计算模型,对典型路基温度场的分布规律进行重点分析,并与现场实测温度场进行相互验证,确认了建模和参数取值的合理性。得到了不同走向路基温度场不对称分布特征,并指出路基浅层土温度场的这种不对称分布现象具有冬强夏弱的特点。指出在季节冻土地区路基最易产生季节冻胀融沉的薄弱位置是当路线走向为东西走向时的右路肩处。根据现场实测和建模分析得到了康定地区在不同的年平均气温条件下的最大季节冻土深度。本文的研究成果可为今后川西高原康定地区的季节冻土路基设计提供一定的参考。

关键词：季节冻土路基温度场太阳辐射导热系数比热路线走向

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多年冻土区含保温夹层的路基温度场数值模拟

多年冻土区含保温夹层的路基温度场数值模拟

作者：田亚护铁道部科学研究院

学位级别：硕士

多年冻土区道路的修筑，改变了原来天然地表与外界的热交换关系，通常由于地面植被的破坏、太阳辐射和水的影响，导致进入地层中的热量增加，引起多年冻土区冻土的融化，从而导致路基面破坏。本文运用有限元分析方法，对多年冻土区含保... 详细信息

多年冻土区道路的修筑，改变了原来天然地表与外界的热交换关系，通常由于地面植被的破坏、太阳辐射和水的影响，导致进入地层中的热量增加，引起多年冻土区冻土的融化，从而导致路基面破坏。本文运用有限元分析方法，对多年冻土区含保温夹层的路基温度场进行了数值模拟。为了检验保温材料的效果，计算时采用改变保温材料聚苯乙烯板(EPS)和聚胺脂板(PU)的厚度、宽度、埋设位置及路基表面条件，来模拟路基面下多年冻土季节最大融化深度在今后50年内随时间的变化。通过对计算结果和多年冻土上限变化的分析比较，得出了在多年冻土区路基中铺设保温材料对路基面下多年冻土具有明显的保护作用，总结出在多年冻土区路基工程中铺设保温层的合理厚度与位置。

关键词：多年冻土保温材料路基温度场数值模拟

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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