青藏铁路多年冻土路基可靠度研究

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1、＋．Ｕ４１６１公开．６８：中图分类号：密级ＵＤＣ：本校编号；一激１硕±学位论文论文题目：青藏铁路多年冻上路基可靠度研究－Ｉ－０２１２０４３研究生妓名：：刘小慧学号学校指导教师姓名：教授：賣剑青职称申请学位等级：工学硕壬专业；交通运输规划与管理１５年４月论文答辩日期２０１５论文提交日期：２０；年６月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研巧成果，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研

2、，除了文中特别加Ｗ标注和致谢之处外究成果，也不包含获得翔々通大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。、ＩＳ／）学位论文作者签名：立签字日期：方年＾月日］学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解兰加巧通大挙有关保留、使用学位论文的规定。特授权兰州々通大学可Ｗ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编Ｗ供查阅和借阅。同意学校向国家有关部口或机构送

3、交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）＇学位论文作者签名１，若：去１导师签名：知卡Ｉ（，签字日期：Ｗ年６月ａ日签字曰期：年月日＾７硕士学位论文青藏铁路多年冻土路基可靠度研究StudyontheReliabilityofPermafrostRoadbedinTheQinghai-TibetRailway作者姓名：刘小慧学科、专业：交通运输规划与管理研究方向：道路路基与边坡的稳定性及可靠性学号：0212043指导教师：贾剑青完成日期：2015年4月兰州交通大学Lanzho

4、uJiaotongUniversity兰州交通大学硕士学位论文摘要我国是冻土面积分布最广泛的国家之一，其中多年冻土面积约占世界多年冻土分布面积的10%，约占我国国土面积的21.5%。多年冻土区工程的建设主要问题在于如何保证冻土区工程的热学，力学稳定性。随着全球气温升高和青藏高原上越来越多的工程活动，导致青藏高原气温升高，加速改变了多年冻土内部的水热交换关系，加剧了多年冻土上限的下降、多年冻土的退化等现象，影响了青藏高原多年冻土区铁路路基的长期稳定性及列车运营安全。青藏高原多年冻土区铁路路基的建设，在20世纪主要采

5、取被动保温措施来延缓冻害对铁路路基的破坏，进而发展到采用路基插入导热棒等主动降温的措施来降低冻害，但始终无法彻底解决气候变暖和工程活动引起的多年冻土冻胀、融沉等冻害对寒区工程的破坏问题。由于青藏高原铁路路基内冻土的特殊性质，路基的稳定性不但受到自身结构和材料的影响，还在很大程度上受到外界各种因素的影响，所以冻土路基的可靠性包含了许多不确定因素，无法在短期内完全准确的预知这些不确定因素所能造成的后果，因此必须在工程中采取一些方法解决其不确定性。为了更好的控制和治理冻土路基病害，本文以未来50年里，全球气温将升高2.

6、6℃，基于多年冻土路基水-热-力三场的研究，建立基于三场耦合的关系模型，使用COMSOLMultiphysics仿真模拟软件对冻土路基50年里的变化进行仿真模拟，并在此基础上，对冻土路基沉降进行可靠性评价，研究结果表明：(1)一月份，路基表面温度最低，第50年道碴顶部中心温度为-10.42℃，比路基完工一年后的温度升高了2.02℃。七月份，路基顶部温度最高，第50年温度达到19.60℃，比路基修建完工后一年的温度高约3.31℃；且路基内部温度变化幅度由外向内逐渐变小，随着时间的推移，路基整体的温度逐渐上升。(2)

7、温度场的变化引起应力场的重分布。一月份，冻土土体发生冻胀，最大应力发生在路基顶端；七月份，融沉时则发生在路基坡脚处。(3)一月份，路基顶部竖直位移呈减小趋势，随着温度的升高，冻胀减弱，冻土上限下降；七月份，冻土路基竖直沉降最大值发生在路基表面中心处，随着时间的推移，融沉作用加强，竖直位移不断增大。(4)一月份，冻土路基水平位移最大值局限在坡角范围之内；七月份，冻土路基水平位移最大值发生在坡脚，随着时间的推移，由于融沉作用，坡脚及附近天然地表处的水平位移都有显著的增大；从长远来看，位移在前期下降较快，之后变化速率减

8、弱乃至趋于稳定。(5)冻土路基沉降的可靠度指标随着时间的推移是不断变化的，最初可靠度指标明-I-青藏铁路多年冻土路基可靠度研究显降低，随后变化趋势渐渐缓慢，最后趋于稳定；而其失效率在50年里变得越来越高，其变化趋势与可靠度变化趋势对应相反。关键词：多年冻土路基；水-热-力耦合；可靠度论文类型：应用研究-II-兰州交通大学硕士学位论文AbstractChinaisoneof