季节性冰冻地区路基变形数值模拟
季节性冰冻地区路基在水温变化条件下发生冻胀和融沉,这将导致路基路面的破坏,为了保证路基强度及其稳定性,有必要对路基变形状况进行研究,这对路基路面设计有现实意义和理论意义。本文通过室内试验与理论分析相结合的方法,对季节性冰冻地区路基变形情况进行了数值模拟。
1.本文将诸多气象因素如太阳辐射、气温等气象条件叠加为第Ⅱ类、第Ⅲ类边界条件,建立了伴有相变的路基非稳态温度场有限元分析模型,对季节性冰冻地区路基温度状况进行了研究。2.根据自然环境中水分的来源,分别建立了能真实反映路基水分来源的地下水发育和降雨入渗的模型,并分析了基于该模型的水分场分布规律。
3.进行了不同含水量的路基土试件在不同冻融循环次数下的回弹模量试验,分析了回弹模量与含水量及冻融循环次数的关系,并结合温度场、水分场理论分析,研究了水温状况对路基强度的影响。4.基于非稳态温度单场、水分单场的计算模型,提出了季节性冰冻地区路基位移场计算模型及其计算的流程,分析了在温度、水分作用下冻结和融化过程中路基位移场的变化。
本文研究成果有利于路基冻胀和融沉的量化分析,为季节性冰冻地区路基变形研究提供了理论依 ...