多年冻土区片石护坡路基热稳定性的分析

《多年冻土区片石护坡路基热稳定性的分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、多年冻土区片石护坡路基热稳定性的分析A丑alysisofembam∞entwithrjprapsl叩epmtectionthe皿al6eldiIlcoldaI】d积dregions孙文(兰州交通大学土木工程学院，甘肃兰州730070)摘要：为研究片石护坡对冻土路基稳定性的影响．建立了冻土路基温度场的三维数值计算模型，并采用有限元方法对普通路基、片石护坡路基在未来50年内气温上升26℃情况下的温度场进行了预报分析和比较。计算结果表明：路基阴阳坡的热差异会导致路基下佚土层温度场不对称，由此可引起路基横向的不均匀变形；在气温升高条件下．未来50

2、年内普通路基将会产生较大融沉变形，片石护坡路基融化深度均小于普通填土路基的融化深度，阴阳坡温度差异也有明显降低。随着时间的推移．片石护坡路基对于提升冻土上限起到了一定作用。片石护坡对路基左侧、右侧的上限抬升幅度存在差异．路基左侧0℃等温线的抬升相对于右侧的上升幅度小。关键词：多年冻土；路基；稳定性：数值分析^bstract：In优dertosmdy出eilIlpactofslopeprotecdonwlthmbbleover丘ozenroadbedstability，3一Dnun”dc虹vduec—cubnonmoddoffhe丘。瑚ro

3、adbed出啪n丑丘dd吼sbum埘d丘埘tedemcn￡me出odw站adoPcedfop雎dictandcDmp缸edlethenn丑右eIdofgenenlanddop。Pr0七ccnonwlthmbbleroadbedbynslng26。CinchecomiIlg50ye邪Thc嘣lIlBshowthcthethawingd印t}lofdopeprotecnonw1【hnlbbkhsnunerthanthatofgenefdroadbedAsⅡnlegoeson，dopeprotecnonwidlrubbkphysacemillr

4、01ei“Promod“g幽eupperb嘶tofroadbedPemla丘ostslop。protecnonwldlfubblepl。ysadl＆rencroleinpromonllgtheupperli嘶tofn曲tfoadbedand1e丘r∞dbed，“phm“grangeofleRroadbedin0℃lsodlenn远smallerth柚then曲troadbed，themaInlyre“onisthat1eRroadbedgenencemorehea￡仔omacc。p击“gthesunndianonthant}leng}lt

5、sidekeywords：pe玎n缶ost；madbed；s廿bd崎；numencdan甜y出中图分类号：u21314文献标识码：A文章编号：1003—8965(2012)02一0064一041引言地球上多年冻土分布面积广阔，全球多年冻土面积约占陆地面积的25％，我国多年冻土面积约占国土面积的224％⋯，随着社会、经济的发展，多年冻土地区公路、铁路等工程建设越来越多，冻土路基普遍存在以冻胀和融沉为主的严重病害”“l，目前在对冻土的保护方面，采用片石护坡是其中～个措施。在保护冻土路基的研究方面部分学者进行了相关研究。。l，其特点是对边界条件

6、、初始条件进行假设，没有考虑实际地温场的变化及路基阴阳坡差异，因此造成计算结果可能和实际结果有差异。本文针对上述情况。考虑路基阴阳坡差异，以现场实测地温场数据为依据，考虑受全球气候变暖的影Ⅱ自，青藏高原多年冻土区气温升高的条件下01，对普通路基和片石护坡路基的温度场变化进行了分析比较，进而对多年冻土区片石护坡对路基稳定性的影响进行分析。2计算模型参数及初、边值条件本文以年平均气温为一35℃的唐古拉山冻土区的某路基结构为计算模型，计算中路堤高度取为40m，路基顶宽76m，边坡坡度取为11．5。计算模型见图1、图2所示。计算区域中土体的密度和

7、导热系数根据唐古拉山区钻孔取样实测值。土体比热按照各物质成分加权平均计算，计算区域内土体参数见表1。计算地段的初始温度场采用实测温度场，这样使得计算边界条件更接近于现场实际情况。．吖--i-·V～一谨7‘r爨：‘。。?r‘2⋯釜⋯图1路基横断面图(单位：m)基金项目：国家自然基金项目(50678076)；国家十一五科技发展支撑计划重点项目(2()06BAc07802)64综逃l如下图2路基三维有限元计算模型根据实测结果，同～路基断面边界条件分别天然地表温度：I。=O．058+9．91sin(2p／8760—p，2)左坡脚温度：I。=212

8、+9．41sin(2p／8760—p，2)左侧路肩(阳坡)温度：』。=076+7．6sin(2p／8760—p／2)路基中心温度：』。=0．46+9．91s州2p，8760一p，2)右侧路肩(