青藏高原多年冻土区铁路路基稳定性研究

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1、密级：公开论文类型：应用研究工程硕士学位论文青藏高原多年冻土区铁路路基稳定性研究StudyonStabilityofRailwaySubgradeinPermafrostRegionsofQinghai-TibetPlateau培养单位：石家庄铁道大学专业：建筑与土木工程研究生：于江伟指导教师：张昀青教授校外导师：李惠斌正高工二〇一八年一月独创性申明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得石家庄铁道大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与

2、我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：日期：关于论文使用授权的说明本人完全了解石家庄铁道大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅，同意学校将论文加入《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》和编入《中国学位论文全文数据库》。本人授权石家庄铁道大学，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。(保密的论文在解密后应遵守此规定)作者签名：日期：导师签名：日期：摘要在多年冻土区修建铁路路基，破坏了原始地表与大气之间的热量平衡，从而使铁路路基下方的多年冻土融

3、化层深度发生变化。据现场观测资料表明：对零断面和较低路基，由于路基表面形状的改变，导致路基在暖季的吸热量明显增大，致使多年冻土人为上限的深度超过了路基高度与天然冻土上限的总和，最终导致路基下方的多年冻土上限逐渐下降。对于高度稍高的路基，在夏季完成施工，由于冬季的冻结深度往往大于夏季的融化深度，从而有可能使路基在冬令期的回冻深度超过路基高度与天然冻土上限之和，形成衔接的冻土层。但来年，路基在暖季的融化深度小于路基高度与天然冻土上限之和，导致路基下方的冻土上限开始上升，从而形成冻土核。针对以上出现的问题，本文从几个方面入手：1）通过对多年冻土铁路路基二维相变非稳态温度场的数值分析，并采

4、用灰关联理论，对影响多年冻土区路基温度场的因素（路基高度、边坡坡度和路面宽度）进行了系统分析，并对路基的临界高度进行了相关研究；2）通过建立保温板路基的二维相变非稳态温度场模型，系统分析了保温板铺设位置和保温板的厚度对多年冻土区铁路路基的温度场的影响；3）通过对热管的工作机理进行分析，建立了热管传热模型，通过采用有限差分法对二维非稳态路基温度场进行了分析；4）基于层次分析法和多级模糊综合评价方法，考虑路基填料、工程条件、水分、热量、盐分、工程地形地貌等因素，以及各因素之间的关系，对青藏高原多年冻土区内的铁路路基稳定性进行了定量评价。关键词：青藏高原；多年冻土；铁路路基；温度场；临界

5、高度；保温板；热管；稳定性评价AbstractTheconstructionofRailwaySubgradeinpermafrostregionsdestroystheheatbalancebetweentheoriginalsurfaceandtheatmosphere,whichchangsthedepthofpermafrostmeltinglayerbeneaththerailwaysubgrade.Fieldobservationsshowthatthermalabsorptionofthezerosectionandlowembankmentinthewarmseas

6、onincreasessignificantlyduetotheshapechangeofsubgradesurface.Theartificialupperlimitdepthofpermafrostismorethanthesumofsubgradeheightandtheupperlimitofnaturalpermafrost.Eventually,theupperlimitofpermafrostsubgradeisgraduallydecreased.Forthesubgradeofheightslightlyhigherandcompletionoftheconstr

7、uctioninsummer,thefreezingdepthinpermafrostareainwinterisoftengreaterthanthemeltingdepthinsummer,whichmaymaketheroadbedinthewinterperiodoffreezingdepthismorethantheheightofroadbedandnaturalpermafrosttableandtheformationofcohesivefrozens