多年冻土地区路计算原理及临界高度研究.pdfVIP

摘 要 ；论文以青藏公路为依托工程，综合考虑路基走向、风速、辐射、蒸发等多 种因素，提出了在各类边界条件下考虑上述诸多因素的有限元方法及相应计算 公式，并对青藏公路沱沱河天然地表温度和试验路路基温度场进行了计算，计 算与实测结果比较一致。、本文进一步提出了亚粘土、砾砂土导热系数和比热容 的计算公式，得到了根据水面蒸发量确定土面蒸发量的表达式，给出了确定路 基横向风速分布的方法，推证了计算路基边坡坡角坡向系数的计算公式，并给 出了北纬34℃地区不同坡率路基不同走向时的坡向系数建议值，从而确定了各 外部因素沿路基横向的分布。在前述工作的基础上，对路基横向热差异问题进 行了探讨，对路堤修筑后温度场逐年变化过程进行了计算研究，探讨温度场的 变化规律，论证了不同高度路基修筑后的温度场逐年稳定变化所需的年限及逐 年变化较大的年限，揭示了融土核存在及变化规律，指出浅层土温度分布的非 对称性有冬强夏弱的特点，发现深层土温度变化滞后表层土及气温约5个月。 ：建立了水份迁移的二维有限元计算模型，该模型能够考虑路基复杂的边界 条件，而且适用于非均质路基问题，进而提出冻土工程中的总水头应该由重力 水头、基质吸力水头、温度水头和相变界面水头组成，并定义了温度水头和相 变界面水头，给出了确定方法，阐述了有限元计算过程及如何确定有关参数， 然后对冻结缘和融化缘的形成机理及定量计算进行了初步探讨。在水、热研究 的基础上，实现了冻土路基水、热双向耦合的计算。 建立了冻土路基应力及变形的二维计算模型，该模型充分考虑了冻土路基 水温变化引起土性的很大变化、冻土显著的流变性质及温度引起的自身体积变 形、施加荷载所引起的瞬时变形等。同时给出有限元计算过程及部分参数值。 并介绍了冻土强度的确定方法。 将临界高度的概念拓宽为保证路基处于安全状态的填土高度，对冻土路基 中的温度分布和变形规律进行分析，提出了冻土路基的临界高度应有下和上两 个值，并得到了确定砂砾路面路基和沥青路面路基下临界高度和上临界高度的 、、 计算方法。、／ j ～ 关键词：冻土，路基，有限元法，计算模型，温度场，辐射，蒸发，风速， 导热系数，比热容，相变，水份迁移，水头，基质吸力，冻结缘，融化缘，应 力，瞬时变形，蠕变变形，自身体积变形，强度，上临界高度，下临界高度。 Abstract of the for authorthjs Qinghai—Tibethi曲wayexample，the paperpresents Taking as such all conditions methodinwhichthe radiation， element annite boundary are considered，meanwhile，this convection，wind papergiVes speed，evaporation，etc of tosimulate factorForthe ofthenaturalsurface formulas every行eld