冻土路基温度场室内足尺模型试验.docVIP

 2004 年 1 月 Journal of Chang′an University (Natural Science Edition) J an. 2004 文章编号 :167128879 (2004) 0120030204 冻土路基温度场室内足尺模型试验 毛雪松 , ,侯仲杰 (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) 要 :取用多年冻土地区代表性土类进行冻土路基室内足尺模型试验 ,建立伴有相变的路基非稳 态温度场的控制方程 ,在空间域内用采用混合单元的有限元网格划分 ,在时间域内用有限差分格式 划分的混合解法进行有限元分析 。通过对观测结果进行数值模拟 ,验证了数学模型的正确性 。进 一步分析路基温度场的变化规律与野外观测结果的变化规律 ,其一致性说明了室内模型试验可以 模拟野外冻土路基的真实情况 ,为研究冻土路基温度场的变化规律提供了可靠依据 。 :道路工程 ;冻土路基 ;温度场 ;足尺模型试验 ;数值模拟 :U4161168 文献标识码 :A La boratory large2scale test of temperature f iel d in permafrost sub2gra de MAO Xue2song , , HOU Zhong2jie ( Key Laboratory for Special Area Highway Engineering of Ministry of Education , Chang′an University , Xi′an 710064 , China) Abstract : The permafrost sub2grade large2scale test was carried out with typical soil in permafrost zone to simulate the real field condition. This paper formulated the control equation of non2steady temperature field with phase changing , analyzed te equation with the finite2element method by adopting the grid segmentation of the mixture cell in space domain and by the mixture solution of the finite difference format segmentation in time domain , and validated the accurate of the mathematics model by numerically simulating the observing results. By further analyzing the changineg law of both the temperature field of the sub2grade and the field observing results , the consistency of the analyzing shows that the indoor model test can simulate the real status of the field permafrost sub2grade . It provides reliable guarantee for studying the changing law of the temperature field of the permafrost sub2grade . Key words : road engineering ; permafrost sub2grade ; simulation temperature field ; large2scale model test ; numerical 工程性质 。修筑在多年冻土之上的道路工程 ,改变 了大气与地表的热交换条件 ,打破了原有的热平衡 状态 。随着气温不断发生年周期性变化 ,在多年冻 土活动层中发生着季节融化和冻结 ,并伴生有各种 冻土现象1 ,进而使得沿线道路发生病害 ,路基的不 均匀变形 、冻融开裂 、冻胀翻浆 、涎流冰 、波浪 、坑槽 、 引 言 0 冻土路基与一般地区路基不同之处在于它依附 在以环境温度为生存条件的多年冻土之上 ,温度及 含冰量的多少是决定其强度和稳定性的关键 ,在一 定含冰条件下 ,温度的高低直接