路基湿度-温度-荷载耦合效应的影响研究精选.pdfVIP

PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 路基湿度-温度-荷载耦合效应的影响研究 1. 研究背景 水泥混凝土路面的常见病害多与板下的不均匀支承有关，当路基或基层的不 均匀变形超过一定限度，在行车荷载的作用下，水泥混凝土路面将会发生断裂、 拱起、唧泥等破坏，直接影响到道路的使用功能和使用寿命。大量的工程实践表 明，路基的不均匀沉陷、季节性冻结与融化引起路基的不均匀变形已成为水泥混 凝土路面结构早期破坏的重要原因之一。 路基的变形是湿度、温度、行车荷载综合作用的结果，湿度和荷载是致使路 基发生变形类病害的关键因素，温度的改变则加速了路基病害的发生和发展。行 车荷载的作用、路基中热状况、 分状况及由此引起的应力重分布是导致道路发 生不均匀沉陷、冻胀、融沉等病害的主要因素。 鉴于此，交通运输部在西部建设科技项目 西部地区耐久性水泥混凝土路面 关键技术研究”(2007 318 223 01)中设置分题—— 基湿度-温度-荷载耦合效应的 影响研究。 本分题从资料的收集与整理入手，通过路况的现场调查，分析路基湿度状况 与病害类型的关系；针对非冰冻土体与季节性冻土，进行土体 分迁移动力试验 与 分迁移聚冰模型试验，从 -热的角度建立路基湿度场控制方程及 分迁移 聚冰数学模型，揭示土体 分迁移的动力、路基干湿循环变化特性及 分迁移聚 冰机理；在湿度-温度-荷载耦合效应路基模型试验基础上，建立路基湿度-温度- 荷载耦合数学模型，分析路基土体中水、热、力的动态变化特性；基于湿度-温 度-荷载耦合数学模型对路基 “三场”耦合效应进行数值模拟，分析非冰冻地区 路基不均匀变形，季节冰冻地区路基冻胀及融沉变形的发生机理，揭示季节冰冻 路基变形的发育过程；对路基变形引起的路面附加应力进行分析，从湿度-温度- 荷载耦合效应的角度提出路基不均匀变形的控制原则。 2 土体水分迁移动力及聚冰模型 1）土体水分迁移试验系统研发 试验系统由土柱试件试模、 分和温度测试设备、 分及温度采集设备、温 度控制系统、补 装置等部分构成。示意图如图2.1 所示。 2）非冰冻土体水分迁移动力研究 在正温条件下土体 分迁移试验表明，土体中 分迁移受温度影响很小，在 以后的非冰冻土体 分迁移试验中不再考虑温度梯度的作用。 对开放系统下非冰冻土体进行 分迁移试验 （如图2-2 所示），分析了初始 1 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 含 率及土性对 分迁移特性的影响，提出了应用湿润锋迁移速率确定毛细 上 升高度的试验方法。 进行了入渗条件下土体 分迁移试验 （如图2-3 所示），通过测试土体内部 各点 分的变化，分析土性对入渗率及累计入渗量的影响，揭示了入渗过程中土 体 分的变化特征。 冷浴 土样 分、温度采