基于季节冻土区高填土路堤温度场与边坡稳定性分析

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1、硕士学位论文季节冻土区高填土路堤温度场与边坡稳定性分析ANALYSISONTEMPERATUREFIELDANDSLOPESTABILITYANALYSISOFHIGHFILLEMBANKMENTINSEASONALFROZENAREA马元顺哈尔滨工业大学2010年6月国内图书分类号：TU475.2学校代码：10213国际图书分类号：624密级：公开工学硕士学位论文季节冻土区高填土路堤温度场与边坡稳定性分析硕士研究生：马元顺导师：徐学燕教授申请学位：工学硕士学科：岩土工程所在单位：土木工程学院答辩日期：2010年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学Cla

2、ssifiedIndex:TU475.2U.D.C:624DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringANALYSISONTEMPERATUREFIELDANDSLOPESTABILITYANALYSISOFHIGHFILLEMBANKMENTINSEASONALFROZENAREACandidate：MaYuanshunSupervisor：Asso.Prof.XuXueyanAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：Geotechnica

3、lEngineeringAffiliation：SchoolofCivilEngineeringDateofDefence：June,2010Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要本文通过现场试验、理论分析和数值计算方法，以哈尔滨—大连高速铁路D3K692+935高填土路堤稳定性试验段为研究对象，对季节冻土区不同工况下高填土路堤温度场、应力－应变场、边坡稳定性等进行了分析研究。主要内容如下：⑴对哈大高速铁路D3K692+935高填土路堤边坡稳

4、定性试验段的地温、气温及土压力进行了长期现场监测，并对观测资料进行了系统的对比分析，阐明了不同深度土体地温与气温的对应关系以及由于气温变化对不同深度土体地温的影响规律。⑵在非稳态温度场控制方程的基础上建立了季节冻土区伴有相变的路基非稳态温度场控制方程。计算三种不同工况下经历冻融循环后的路堤温度场并进行了对比分析。计算哈大高速铁路高填土路堤试验段在实际工况下冻胀、融沉过程中温度场的发展趋势。通过计算结果说明非冻胀性路堤填料厚度以及保温措施的选择是否恰当。⑶将数值计算的稳态温度场结果作为初始条件加到路堤计算模型中，实现了温度场与应力场的耦合，采用强度折减

5、法研究融沉期哈大高速铁路试验段高填土路堤的边坡稳定性。通过有、无护坡，有、无土工格栅等不同工况下高填土路堤边坡稳定安全系数以及各特征点位移在融沉期的对比曲线，说明了不同工况对路堤边坡的保护作用。通过对比分析得出最适宜哈大高速铁路路堤试验段的工程措施。⑷通过数值计算得到了路堤内土工格栅不同铺设间距、不同铺设长度的路堤稳定安全系数及各特征点的对比曲线，得出最适宜哈大高速铁路高填土路堤材料及形状的土工格栅铺设方案。关键词季节冻土；路堤边坡稳定性；温度场；应力-应变场；土工格栅-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractSitetest,theore

6、ticalandnumericalanalysisareusedtostudythetemperaturefieldoffreezingandthawingsoil,stress-strainfield,aswellastheinfluencingfactorsofslopestabilityofD3K692+935stability-testingcross-sectionofHarbin-DalianPassengerDedicatedLine.Maincontentsareasfollows:⑴Withtheobservationdataofg

7、eothermal,temperatureandsoilpressureoftheD3K692+935stability-testingcross-sectionofHarbin-DalianPassengerDedicatedLine,thedissertationexpoundsthecorrespondingrelationofsoiltemperatureandairtemperatureandthechangeruleofsoiltemperatureofdifferentdepthwithchangesinairtemperature.⑵

8、Thisdissertationformulatesthecontrolequationofunsteady