袁堃[1]2010年在《岛状多年冻土地区路基差异沉降控制技术研究》文中进行了进一步梳理本文以内蒙古博克图至牙克石新建高速公路为课题依托,系统研究了我国内蒙古东北部岛状多年冻土地区路基稳定性问题,结合301国道冻土勘察结果,对博牙高速沿线岛状冻土分布特点进行了调查研究；研究了我国岛状多年冻土地区路基差异沉降处治措施及工程效果；提出冻土上限重现期概念,对大兴安岭地区冻土上限重现期进行分析计算并得到了不同设防年限的冻土上限深度；系统研究了岛状冻土路基差异沉降影响因素,提出了基于路面力学响应的岛状冻土地区路基差异沉降控制指标；对博牙高速全线岛状冻土路段进行差异沉降沉降预估并按“轻”、“中”、“重”三级进行分段；提出基于目标的岛状冻土地区路基差异沉降主动控制方案,按照不同差异沉降级别分别提出了相应的试验路方案,制定了岛状冻土路基试验路沉降观测方案和地温观测方案。
崔云财[2]2012年在《黑龙江岛状多年冻土地区路基处治措施研究》文中指出冻土筑路技术问题的关键是冻土的热稳定性。在多年冻土地区，由于全球气候变暖和道路结构物的影响，路基内部热积累，使原有路基热平衡状态被破坏，冻土力学性能降低，导致冻土融沉变形。我国东北地区多年冻土处于欧亚大陆多年冻土南麓，全球气候变暖及人为工程对多年冻土的扰动，在黑龙江岛状多年冻土呈退化趋势，增大了冻土地区道路病害的发生。本文以黑龙江省骨架公路网中“横二线”前嫩高速伊春—北安东段工程为依托，系统调查分析了我国多年冻土地区路基病害及成因，重点对东北、黑龙江多年冻土路基处治措施进行调查研究；根据搜集到的气象资料，重新界定了东北多年冻土南界，对东北多年冻土区公路自然区划进行研究，给出了东北多年冻土区公路三级区划。并对从前嫩高速伊春——北安东段气候、地质、水文条件出发，结合钻探和物探方法对沿线冻土分布特点进行详细分析；结合黑龙江省多年冻土地区路基处治措施，综合考虑各种措施适用条件及优缺点，并根据冻土分布提出前嫩高速碎石桩试验段和挖除冻土铺设土工格栅换填砂砾综合处治试验段路基方案，并通过试验路验证；通过对前嫩高速伊北东段两种试验段路基工后沉降跟踪观测，提出适用于黑龙江多年冻土地区的路基沉降预估模型，并深入分析两种试验段路基处治效果及经济效益，为以后冻土路基施工提供指导及参考。
杨晓明[3]2001年在《岛状多年冻土地区路基路面稳定性研究》文中进行了进一步梳理本文以内蒙古301国道为依托，通过对岛状多年冻土分布的勘探和对道路病害进行调查，分析了道路病害产生的原因，并有针对性的采取各种改善措施；建立了二维非稳态具有相变热传导方程，采用有限元法分析了坡度、高度和填料等因素对道路热稳定性的影响，并结合试验路和室内试验，首次系统提出了在岛状冻土地区道路路基路面设计方法，同时认为在多年冻土筑路材料选择的原则上，应寻求力学性能、热学性能的最佳组合。 通过试验路实测的温度场分析，大多数路段路中心的人为上限是稳定。该地区年平均地温包络线为过渡型或负梯度型，说明冻土本身已处于退化状态。冻土的年平均地温相对较高，冻土生存状态已十分脆弱，它对外界的扰动特别敏感。在这些地区修筑公路，对冻土的扰动很大，加剧了路基下部多年冻土的进一步退化，这对公路建设来说，是非常不利。这就需要研究冻土环境和冻土地区修筑道路的关系，提出了保护冻土环境具体措施，使冻土环境和冻土道路相协调。
田康斌[4]1999年在《岛状多年冻土地区路基路面稳定性研究》文中研究表明多年冻土是埋藏于地表下多年不融化的含冰土层，是古代冰川气候的残留物。岛状多年冻土是大片连续多年冻土退化的边缘地带，具有平面上不连续特点。由于全球气候转暖及筑路后，破坏了地面原有热平衡状态，引起冻土融化，导致地面沉陷、路基破坏；另外由于冻土地区气候寒冷，路基路面各种低温病害严重。 本文首先运用气候学、传热学、冻土学基本原理，分析了内蒙岛状冻土的分布特点、演化趋势；然后从筑路后冻土的热平衡条件出发，研究了影响冻土路基热稳定性的因素，以一维非稳态热传导方程推导了基底冻土融化速度的预估公式；以实验方法研究了冻土的热融变形特点、路基土的冻胀机理、冻土地区沥青混合料的低温路用性能、筑路材料的热物理特点；研究了路面防冻理论和工程措施；并提出防冻设计的新观点和冻土地区的筑路材料选择原则；最后提出试验路方案。
王芳[5]2011年在《博牙高速公路岛状多年冻土地区路基沉降处治技术研究》文中认为多年冻土地区公路工程的修建,破坏了冻土原有的生存条件,加之全球气温升高,造成路基下的多年冻土融化。而冻土本身就是一种对温度十分敏感且性质不稳定的土体。温度周期性变化导致冻土在寒季冻胀,暖季融化沉陷。受气候变化、路基高度、路线走向等因素的影响,在冻胀和融沉交替作用下,路基产生差异沉降,进而引起各种路面病害的发生。因此,路基沉降问题是多年冻土地区公路修建需要解决的重点问题。针对该问题,本文主要对岛状多年冻土地区路基温度场、冻土上限重现期、路基融沉控制标准、换填碎石+XPS板复合路基结构、路基施工质量控制及沉降处治效果验证进行研究：(1)根据博牙高速公路沿线实际气象变化情况,建立考虑相变的路基温度场有限元模型,研究路基结构形式、路面类型、路基高度、边坡坡度、路线走向、含水量对路基温度场、多年冻土上限、多年冻土退化速度的影响规律。(2)以温度场计算结果为基础构件多年冻土上限与气温、路基高度的关系,建立基于Gumbel曲线分布的多年冻土上限重现期模型,确定了冻土上限重现期,得到了各个路段多年冻土上限重现期极值,并据此推荐各个时期的路基融沉控制措施和路面养护维修方法。(3)以路面材料抗拉性能、材料疲劳性能、横坡、纵坡、合成坡度和乘车舒适性为控制依据,提出了路基融沉控制标准。(4)根据20年一遇冻土上限设防值,以零温点深度作为冻土融化深度推荐XPS板的合理厚度,以零温点应位于换填碎石层中推荐换填碎石深度。(5)以XPS板的压缩强度和容许压应力为指标,根据自重和车辆荷载作用下及不同融沉等级作用下XPS板的受力分析,同时考虑应力分散原理计算结果和施工中压路机的影响,推荐XPS板的合理埋深。(6)针对博牙高速公路冻土分布特点,推荐采用换填碎石+XPS保温板复合式路基,参考路面结构层力学分析,推荐适合于冻土地区的针对不同融沉等级的路面结构,并根据自重和温度耦合作用下的沉降量验证所推荐结构的合理性。(7)参考路基相关规范,依据现场压实试验结果,提出以沉降差和沉降率为指标的碎石路基压实质量控制标准,并系统研究冻土开挖和碎石路基施工过程关键技术要点。(8)深入研究XPS保温板路基施工质量控制关键问题,得出XPS板的工程性能要求、施工季节、板的搭接方式、板上路基填料合理压实厚度等。(9)铺设了换填碎石+XPS保温板路基和纵向格栅处理冻土过渡段试验路,通过温度、含水量和沉降量观测,验证各方案的路基沉降处治效果。
次旦多杰[6]2016年在《青藏多年冻土地区公路路基病害分析与防治》文中认为随着经济建设的发展,公路运输已成为西藏自治区的主要运输方式,但青藏高原具有海拔高、年平均气温低、温差大、冻融循环频繁、沿线自然条件恶劣等特点,对公路建设产生了重大的不利影响,其产生的病害主要集中在路基部分,包括路基不均匀变形、融沉、冻胀和翻浆、纵向裂缝和松散等。各类病害严重影响了交通运输和公路的正常使用寿命,并导致养护成本的提高。因此,开展青藏多年冻土地区公路路基病害分析和防治对策研究,对青藏高速公路建设具有重要的意义。为了研究各种路基病害对公路路基稳定性的影响,本文在调查研究冻土地区环境特征和冻土特征的基础上,总结归纳多年冻土区路基的病害类型及其与冻土特征的关系。为更加深入研究病害产生的原因和机理,本文通过对多年冻土地区影响路基稳定性的主要影响因素的分析,对冻土路基、低路基和高路基病害形成机理进行分析与研究,并对青藏公路病害与冻土含冰量、冻土温和路基高度之间的关系进行定性和定量的研究,得出了路基病害规律。为解决路基病害问题,本研究通过总结路基设计原则、结构设计,并结合具体施工方面,提出一系列的路基病害防治措施。本研究所得结论为青藏多年冻土地区的路基设计、施工和养护等提供了参考和指导作用。
潘卫东[7]2002年在《青藏高原多年冻土区铁路路基热稳定性研究》文中研究指明铁路路基的稳定性,是高原多年冻土地区铁路修筑技术研究的核心。土体温度在冻土强度、变形、冻土生消等方面影响多年冻土区铁路路基的稳定性。在评价多年冻土地区铁路路基的稳定性时,首先要评价其热稳定性,而且要评价路基基底或边坡多年冻土在修筑路基后的热稳定性。本文对全球范围内和我国高原多年冻土区的气候变迁,尤其是对青藏铁路高原冻土区气候变化特点和趋势作了深入了解,研究了在气温变化的背景条件下,青藏铁路高原冻土区典型地段的地温变化特点及发展趋势,研究了在地温条件变化的情况下,冻土工程地质条件的变化,进而通过图表统计对比和数值模拟技术研究了这些变化对铁路路基稳定性的影响。并以上述研究为基础,对提高路基热稳定性的工程措施进行了详细论证,为铁路的设计和修筑提供了建设性意见。首先在第一章中,作者对铁路路基热稳定性的概念作了界定,并论述了研究路基热稳定性对青藏铁路建设的重要意义。第二章对我国多年冻土地区的气候变化背景进行了深入讨论,对青藏铁路高原冻土区的气候条件尤其是气温变化条件在连续观测30a的基础上进行了详细的分析和研究。近30a来高原冻土区的气温总的走势是升高的。30a 来青藏高原气温升高明显,平均升高约0.45℃左右。高原冻土区的气温已经发生了并且还在继续发生着不同周期和不同振幅的变化。第三章论述青藏铁路经过的高原冻土区的地温分区和工程地质条件的变化。年平均气温是多年冻土存在的能量条件,随着年平均气温的变化,冻土地温随着发生变化。而这种变化极大的影响了铁路路基的稳定性。未来气温如果持续升高,路基基底冻土地温场在一定增温幅度下将迅速向着
多吉罗布[8]2002年在《青藏公路多年冻土路基病害诊治技术研究》文中提出多年冻土地区的公路病害一直是制约当地经济快速发展的瓶颈，青藏公路是109国道主干线的重要组成部分，通往北京的“金桥”，对西藏的经济发展、政治稳定、国防安全具有举足轻重的地位，对青藏公路严重的路基病害进行系统研究，具有重要意义。本文通过对青藏公路多年冻土段的调查后认为，路基病害主要是纵向裂缝和不均匀变形；通过全线普查和典型路段详细勘察，论文对这两种病害的特征及分布规律进行了研究。瑞雷面波仪对于勘探浅层工程地质问题具有优势，本文利用其进行了路基病害原因的测试分析。为了防治这些病害，从根本上杜绝其再次发生，本文研究了多年冻土地区路基的设计原则、合理高度和特殊路段整治措施，对已有病害，则提出了相应的处治对策，并修筑实体工程进行了验证与分析。
樊凯[9]2009年在《多年冻土地区特殊路基设计与施工技术研究》文中认为多年冻土及其特殊工程性质给工程建设带来了显著影响,其中冻土路基的热稳定性是最关注的问题之一。论文在“系统总结历史成果、充分利用当前成果、注重指导设计实践、便于施工质量控制”理念指导下,采用室内模拟试验、数值仿真分析、实体试验工程修筑与观测等方法,重点从设计要点与施工质量控制方面,对多年冻土地区特殊路基调控技术开展了系统研究。纵向裂缝、热融沉陷、冻胀翻浆是多年冻土地区路基病害的主要形式。根据路基对阴阳坡效应响应的程度,多年冻土区填土路基病害可分为低路基病害与高路基病害;产生原因主要有多年冻土特殊性状、恶劣自然环境和人为因素。研究得出,保持冻土上限稳定的路基合理高度是随时间变化的,并给出了路基合理高度的定义及其数学表达式;放缓路堤边坡及设置保温护道对冻土路基热稳定性的改善效果并不明显;提出了多年冻土地区一般路基的设计原则与方法。通过多年冻土地区特殊调控路基的机理、适应性、设计要点与施工技术等研究表明,隔热层只能改变进入多年冻土的热周转量,但不能改变多年冻土热储增加的趋势,其仅适用于低温冻土区;碎块石路基具有较强的主动冷却路基的作用,是青藏高原合理经济的路基结构形式;无动力热棒在工作周期内是波动式工作的,能有效降低地温,双棒优于单棒,斜置优于竖置;遮阳板能有效遮蔽路基本体吸收太阳辐射热,减少路基体吸热,其工作时效是常年的;对流通风路基和组合式路基效果显著;特殊路基调控措施是解决高温冻土区路基病害、宽幅路基病害的有效措施。研究提出了特殊调控路基的设计要点与施工质量控制措施,以及应该注意的问题。
常继峰[10]2016年在《多年岛状冻土路基热稳定性及融沉预测的研究》文中研究表明我国多年冻土区面积约占国土面积的1/5,主要分布在青藏高原和东北大、小兴安岭地区,国内以往对多年冻土工程的研究主要集中在以青藏高原为代表的西部地区,然而东北大、小兴安岭地区的多年冻土与青藏高原等西部地区的多年冻土有着明显不同。西部地区的多年冻土主要受海拔高度控制,一般较为连续,且冻土体量大,路基差异性变形相对较小；而东北地区的多年冻土则具有明显的纬度地带性特点,冻土体量小,连续性差,多呈岛状分布,且属高温冻土,热敏感性高,退化速度快,在工程实践中,其病害在发生时间、发展速度、损伤过程及破坏程度等方面也存在着较大差别。因此,应进一步研究符合高纬度地区冻土特点的工程技术理论,然而多年岛状冻土路基的热稳定性是一个极其复杂的问题,是一个至今仍未彻底解决的工程难题,尤其是具有宽幅路面的高等级公路,由于其对地基土的热扰动较为强烈,所引发的工程问题也更为复杂。本文依托交通运输部科技项目“冻土融化和山体滑坡路段高速公路加宽扩建工程路基稳定性技术研究”(项目编号：2011318223630),以及黑龙江省交通厅重点科研项目“高纬度岛状多年冻土区高速公路路基设计与施工技术研究”(项目编号：2009-019),通过试验对比、理论分析及数值模拟对多年岛状冻土路基的地温变化特征和位移反映过程进行了深入研究,提出了多年岛状冻土路基位移场的年周期性地温响应规律及路基变形的“突变效应”和“热缩效应”,并将支持向量机原理应用于冻土路基的融沉变形预测中,提出了一种更为有效的新型预测方法。本文的主要研究内容及创新成果如下：1.通过对冻土路基热稳定性影响因素的分析及试验,发现多年岛状冻土路基地温场及位移场年周期内的变化规律具有明显的阶段性特点,根据实测数据,将路基位移场的年周期性地温响应过程划分为冻结阶段,过渡阶段及融化阶段。2.通过对多年岛状冻土路基热状况、相变速率,以及冻土单轴拉伸特性、侧向变形性质的分析,分别构建了含有相变及水分迁移过程的冻土路基地温控制方程,以及竖向位移、侧向位移的理论计算模型；并采用有限元分析软件对多年岛状冻土路基的路基瞬态地温场及位移场进行了数值模拟。3.通过对路基两侧坡面施加不同的热流密度条件,实现了对多年岛状冻土路基坡向性效应的数值模拟,模拟结果表明随着路基两侧坡面温差的增大,路基地温场及位移场的不对称特征愈加明显,根据不同热差异时的路基地温场及位移场的等值线分布图,分别对冻结状态和融化状态下路基的坡向性地温特点、位移变化特征及可能诱发的路基病害进行了深入分析。4.通过对试验数据的整理与分析,得出了多年岛状冻土路基内各关键节点处地温及位移的年周期性变化情况及特征差异,并对实测值与数值模拟结果的偏差原因进行了分析,从而验证了理论计算方法的可行性；在此基础上,通过对不同设计参数的冻土路基地温及位移年周期性变化曲线的分组对比,得出了覆土厚度、含冰量及地基加固措施对多年岛状冻土路基热稳定性的影响效果。5.通过对多年岛状冻土路基竖向位移“突变效应”及侧向位移“热缩效应”的试验与分析,指出了在冻融过程中的竖向位移突变应存在着土体强度衰减及土中水分迁移两个进程,而侧向收缩变形则主要是由于路基解冻初期土体内大量孔隙水的侧向排出所导致的,根据其各自发生机理,分别提出了相应的位移增量计算公式,并对多个断面由于地温变化导致冻土强度衰减而引起的竖向突变位移进行了验证。6.在充分分析现有预测理论及方法应用效果的基础上,将支持向量机(SVM)原理应用于多年岛状冻土路基融沉变形预测中,并以实际工程为载体,利用MATLAB数据分析软件构建了基于支持向量机(SVM)原理的冻土路基融沉变形预测模型,并通过与实测值及其他预测模型预测结果的对比表明,SVM预测模型具有较强的预测能力,能够较好的解决多年岛状冻土路基影响因素多,样本数量少等带来的预测难题。
参考文献：
[1]. 岛状多年冻土地区路基差异沉降控制技术研究[D]. 袁堃. 长安大学. 2010
[2]. 黑龙江岛状多年冻土地区路基处治措施研究[D]. 崔云财. 长安大学. 2012
[3]. 岛状多年冻土地区路基路面稳定性研究[D]. 杨晓明. 长安大学. 2001
[4]. 岛状多年冻土地区路基路面稳定性研究[D]. 田康斌. 长安大学. 1999
[5]. 博牙高速公路岛状多年冻土地区路基沉降处治技术研究[D]. 王芳. 长安大学. 2011
[6]. 青藏多年冻土地区公路路基病害分析与防治[D]. 次旦多杰. 长安大学. 2016
[7]. 青藏高原多年冻土区铁路路基热稳定性研究[D]. 潘卫东. 兰州大学. 2002
[8]. 青藏公路多年冻土路基病害诊治技术研究[D]. 多吉罗布. 长安大学. 2002
[9]. 多年冻土地区特殊路基设计与施工技术研究[D]. 樊凯. 长安大学. 2009
[10]. 多年岛状冻土路基热稳定性及融沉预测的研究[D]. 常继峰. 东北林业大学. 2016