川藏线粗颗粒冻土边坡冻胀特性研究

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1、国内图书分类号：TU46密级：公开国际图书分类号：西南交通大学研究生学位论文川藏线粗颗粒冻土边坡冻胀特性研究年级2015级姓名陈鹏飞申请学位级别工程硕士专业地质工程指导老师赵文副教授二零一八年五月ClassifiedIndex：TU46U.D.C:SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisSTUDYONFROSTHEAVINGCHARACTERTERISTICSOFFROZENSLOPEOFCOARSE-GRAINEDSOILINSICHUAN-TIBETLINEGrade：2015Candidate：ChenPengFeiAcadem

2、icDegreeAppliedfor：MasterSpeciality：GeologicalEngineeringSupervisor：AssociateProfessorZhaoWenMay.2018西南交通大学硕士研究生学位论文第I页摘要拟建川藏铁路将穿越大量以新都桥为代表的高寒区富水坡麓季节性粗颗粒冻土地区。粗颗粒冻土边坡反复冻融后，会出现缓慢的滑动现象，大多数以浅表层土体破坏为主。现场调查发现边坡破坏的类型主要为表层溜坍、滑塌、冲刷、热融滑塌。本文通过室内模型试验与数值计算模型的方法，对边坡的稳定性因素进行研究。室内模型试验中，在土体参数相同的情况下，对不同工况下的冻胀量变化

3、进行测量，研究冻胀量的变化规律。首先对有积雪与无积雪两种情况下的边坡冻胀特性进行研究，通过间接测量的方式对边坡的冻胀量进行观测，得出有积雪一组的冻胀量比无积雪的冻胀量要大；随后对不同坡角的边坡冻胀量进行观测，得出边坡的冻胀量随着坡角的增大而增大；本次试验对每组边坡进行六次冻融循环，得出边坡冻胀量随着冻融次数的增加而逐渐增大，在冻融次数超过四次时，其冻胀量会逐渐趋于稳定，而且在边坡表面从坡顶至坡脚，冻胀量会逐渐减小，坡顶位移较大，局部出现破坏。在数值模拟计算中，分别对边坡进行多次冻融循环之后的变形量进行分析，讨论了不同坡度、不同坡高、不同表层冻融循环带厚度以及不通融循环次数情况下的变形

4、量变化规律，得出随着坡角的逐渐增大，边坡变形量逐渐增大，且最大位移区域逐渐从坡顶移至坡脚。除此之外，在相同情况下，边坡最大位移区域主要分布在坡脚附近，并在随着坡高、冻融循环带厚度、以及冻融循环次数的增大而增大。在计算中发现，边坡的基本上是顺着冻融循环带移动，从坡脚处逐渐剥落，导致上部土体失去支撑，从而产生破坏。结合新都桥地区粗颗粒冻土边坡变形实测结果，分析了粗颗粒冻土边坡的边坡破坏模式，试验结果与数值计算结果跟野外调查结果相似，研究成果可为川藏铁路季节性粗颗粒冻土边坡工程治理提供参考。关键字：川藏铁路、季节性冻土、粗颗粒土边坡、温度场、边坡稳定性特征西南交通大学硕士研究生学位论文第I

5、I页AbstractTheproposedSichuan-TibetRailwaywillpassthroughalargenumberofseasonalcoarse-grainedpermafrostareasinthehigh-coldarearepresentedbyXinduqiao.Afterrepeatedfreezingandthawingoffrozenslopesofcoarse-grainedfrozensoils,therewillbeaslowslidingphenomenon,andmostofthemaredominatedbyshallowsurfac

6、esoils.Thefieldinvestigationfoundthatthetypeofslopedamagewasmainlysurfaceslip,slump,erosion,andhotmeltslump.Inthispaper,thestabilityfactorsoftheslopearestudiedbythemethodofindoormodeltestandnumericalcalculationmodel.Intheindoormodeltest,underthesamesoilparameters,thefrostheavingamountchangesund

7、erdifferentworkingconditionsweremeasuredtostudythevariationoffrostheave.Firstly,thefrostheavingcharacteristicsoftheslopeunderthetwoconditionsofsnowaccumulationandnosnowcoverwerestudied.Theindirectmeasurementmethodwasusedtoobservet