哈牡客专铁路路基冻胀特性研究
发布时间：2022-12-06 07:20
我国高速铁路事业发展迅猛,在季节冰冻区已有多条高速铁路正在运营或建设,虽然高铁与普通铁路相比在技术上有了很大的进步,但每年还是会有冻害的发生,其中冻胀现象较为普遍。针对这一问题,相关学者进行了大量的研究,提出了许多的理论和对策,虽然问题一直在改善,但并未彻底解决。本文基于前人的研究资料,以哈（哈尔滨）牡（牡丹江）客专典型路段的路基填料为对象,进行室内土体冻胀试验,结合有限元分析方法,对哈牡客专铁路路基的冻胀特性进行系统研究。1)对我国东北、华北、西北部季冻区路基冻害调查研究资料进行收集整理。调查表明路基冻胀是其典型病害形式,分析了冻胀发展规律、易发生部位及时间,从自然环境特征和人为因素等方面,分析归纳了影响铁路路基冻胀的因素。2)以哈牡客专为依托,分析了该线路所在区域的气温、降水等气候特征。选择典型路段的路基填料,进行室内试验,得到了该填料的颗粒级配、颗粒密度、细粒土液塑限、最大干密度和最优含水率等物理指标。采取大型直剪和压缩试验分析了填料的抗剪强度和压缩性等力学性质。填料在最优含水率状态下的抗剪强度小于天然状态下的,两种状态下的内摩擦角都较大,天然状态下的内摩擦角甚至超过了45o。填...
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 路基冻胀机理研究
1.2.2 路基冻胀影响因素
1.2.3 研究现状分析
1.3 研究内容
1.4 研究技术路线
第二章 季节冰冻地区铁路路基冻害调查与分析
2.1 典型季节冰冻地区铁路冻害的分析与整理
2.1.1 东北地区铁路路基冻害调查
2.1.2 华北地区铁路路基冻害调查
2.1.3 西北地区铁路路基冻害调查
2.2 季节冰冻地区铁路路基冻害特征
2.3 影响路基冻胀的因素
2.3.1 影响路基冻胀的自然因素
2.3.2 影响路基冻胀的人为因素
2.4 本章小结
第三章 哈牡客专区域自然环境特征与路基填料的工程特性
3.1 哈尔滨至牡丹江客运专线区域自然环境特征
3.1.1 地形地貌
3.1.2 气候条件
3.2 填料的物理特性
3.2.1 填料的含水率
3.2.2 填料的颗粒分析
3.2.3 填料中细粒土的液塑限
3.2.4 颗粒密度试验
3.2.5 超粒径的处理方法
3.2.6 填料的最大干密度和最优含水率
3.2.7 细颗粒含量对填料击实特性的影响
3.3 填料的力学特性
3.3.1 填料抗剪强度试验研究
3.3.2 填料的压缩性研究
3.4 本章小结
第四章 高纬度严寒地区粗粒土填料冻胀特性分析
4.1 冻胀试验装置
4.2 试件的制备
4.3 封闭系统条件下填料的冻胀特性试验
4.3.1 试验方案
4.3.2 试验过程及监测
4.3.3 试验结果与分析
4.4 开放系统条件下填料的冻胀特性试验
4.4.1 试验方案
4.4.2 试验过程及监测
4.4.3 试验结果与分析
4.5 本章小结
第五章 典型路基温度场及冻胀变形的数值模拟
5.1 温度场和变形场的控制方程
5.1.1 伴有相变的路基非稳态温度场的控制方程
5.1.2 应力和变形的基本方程
5.2 模型的建立
5.2.1 基本假定
5.2.2 计算模型
5.2.3 网格划分
5.2.4 模型参数
5.2.5 边界条件
5.3 模拟结果与分析
5.3.1 路基温度场模拟结果与分析
5.3.2 路基变形场模拟结果与分析
5.4 本章小结
主要结论与建议
主要研究结论
不足与建议
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]保温板在内蒙多年冻土区道路工程中的应用[J]. 张宝龙,范文. 地质力学学报. 2018(05)
[2]哈大高铁路基面冻胀变形特征及工程意义[J]. 李先明,牛富俊,刘华,李安原,牛永红,许健,林战举. 冰川冻土. 2018(01)
[3]高速铁路路基填料中细颗粒分布特征及其对冻胀的影响[J]. 赵国堂,蒋金洋,崔颖辉,胡翔宇,蔡德钩. 铁道学报. 2017(10)
[4]高速铁路路基粗粒土冻胀机理探析[J]. 杜晓燕,张千里,孔郁斐,陈川. 地下空间与工程学报. 2016(S1)
[5]哈大客专路基冻胀变形特征及防治措施[J]. 赵富军. 铁道建筑. 2016(09)
[6]兰新客运专线浩门区间路基温度、水分及冻胀变形特征[J]. 牛富俊,林战举,吴旭阳,商允虎,李肖伦,邵珠杰. 冰川冻土. 2016(04)
[7]吉珲客运专线路基冻胀变形及影响因素分析[J]. 黄新文,崔俊杰,易菊香. 铁道标准设计. 2015(08)
[8]高速铁路渗透性基床防冻胀结构研究[J]. 闫宏业,赵国堂,蔡德钩,王仲锦,张千里,姚建平. 铁道建筑. 2015(05)
[9]高寒地区高速铁路路基冻深试验研究[J]. 闫宏业,蔡德钩,杨国涛,姚建平,叶阳升,张千里. 中国铁道科学. 2015(03)
[10]高速铁路路基填料冻胀试验研究[J]. 冷景岩,付新平,杨军杰. 冰川冻土. 2015(02)
博士论文
[1]寒区高铁路基粗颗粒填料冻胀变形与强度研究[D]. 王青志.北京交通大学 2017
[2]严寒地区高速铁路路基冻胀和工程对策研究[D]. 石刚强.兰州大学 2014
[3]多年冻土地区路基计算原理及临界高度研究[D]. 王铁行.长安大学 2001
硕士论文
[1]建筑垃圾路堤填料一维压缩及蠕变试验研究[D]. 刘阳.长安大学 2018
[2]坡积体填料剪切特性研究及其边坡稳定性分析[D]. 肖亚军.长安大学 2018
[3]高山多年冻土地区路基冻胀融沉机理及稳定性评价[D]. 朱凤杰.长安大学 2017
[4]滨绥线哈牡段路基冻胀特点及其应对措施研究[D]. 康庆涛.中国铁道科学研究院 2016
[5]大准铁路路基病害特征及处治新技术研究[D]. 范磊.西南交通大学 2016
[6]哈齐客专路基温度场及保温措施数值模拟分析[D]. 程佳.石家庄铁道大学 2016
[7]附面层参数标定及冻土路基水热稳定数值模拟方法初探[D]. 白青波.北京交通大学 2016
[8]哈齐客专路基冻胀融沉现场监测分析[D]. 李燕杰.石家庄铁道大学 2015
[9]深季节性冻土区铁路路基水热力耦合分析[D]. 邢宝亮.石家庄铁道大学 2015
[10]高速铁路粗颗粒改性土填料冻胀特性研究[D]. 金兰.中国铁道科学研究院 2015
本文编号：3711334
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 路基冻胀机理研究
1.2.2 路基冻胀影响因素
1.2.3 研究现状分析
1.3 研究内容
1.4 研究技术路线
第二章 季节冰冻地区铁路路基冻害调查与分析
2.1 典型季节冰冻地区铁路冻害的分析与整理
2.1.1 东北地区铁路路基冻害调查
2.1.2 华北地区铁路路基冻害调查
2.1.3 西北地区铁路路基冻害调查
2.2 季节冰冻地区铁路路基冻害特征
2.3 影响路基冻胀的因素
2.3.1 影响路基冻胀的自然因素
2.3.2 影响路基冻胀的人为因素
2.4 本章小结
第三章 哈牡客专区域自然环境特征与路基填料的工程特性
3.1 哈尔滨至牡丹江客运专线区域自然环境特征
3.1.1 地形地貌
3.1.2 气候条件
3.2 填料的物理特性
3.2.1 填料的含水率
3.2.2 填料的颗粒分析
3.2.3 填料中细粒土的液塑限
3.2.4 颗粒密度试验
3.2.5 超粒径的处理方法
3.2.6 填料的最大干密度和最优含水率
3.2.7 细颗粒含量对填料击实特性的影响
3.3 填料的力学特性
3.3.1 填料抗剪强度试验研究
3.3.2 填料的压缩性研究
3.4 本章小结
第四章 高纬度严寒地区粗粒土填料冻胀特性分析
4.1 冻胀试验装置
4.2 试件的制备
4.3 封闭系统条件下填料的冻胀特性试验
4.3.1 试验方案
4.3.2 试验过程及监测
4.3.3 试验结果与分析
4.4 开放系统条件下填料的冻胀特性试验
4.4.1 试验方案
4.4.2 试验过程及监测
4.4.3 试验结果与分析
4.5 本章小结
第五章 典型路基温度场及冻胀变形的数值模拟
5.1 温度场和变形场的控制方程
5.1.1 伴有相变的路基非稳态温度场的控制方程
5.1.2 应力和变形的基本方程
5.2 模型的建立
5.2.1 基本假定
5.2.2 计算模型
5.2.3 网格划分
5.2.4 模型参数
5.2.5 边界条件
5.3 模拟结果与分析
5.3.1 路基温度场模拟结果与分析
5.3.2 路基变形场模拟结果与分析
5.4 本章小结
主要结论与建议
主要研究结论
不足与建议
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]保温板在内蒙多年冻土区道路工程中的应用[J]. 张宝龙,范文. 地质力学学报. 2018(05)
[2]哈大高铁路基面冻胀变形特征及工程意义[J]. 李先明,牛富俊,刘华,李安原,牛永红,许健,林战举. 冰川冻土. 2018(01)
[3]高速铁路路基填料中细颗粒分布特征及其对冻胀的影响[J]. 赵国堂,蒋金洋,崔颖辉,胡翔宇,蔡德钩. 铁道学报. 2017(10)
[4]高速铁路路基粗粒土冻胀机理探析[J]. 杜晓燕,张千里,孔郁斐,陈川. 地下空间与工程学报. 2016(S1)
[5]哈大客专路基冻胀变形特征及防治措施[J]. 赵富军. 铁道建筑. 2016(09)
[6]兰新客运专线浩门区间路基温度、水分及冻胀变形特征[J]. 牛富俊,林战举,吴旭阳,商允虎,李肖伦,邵珠杰. 冰川冻土. 2016(04)
[7]吉珲客运专线路基冻胀变形及影响因素分析[J]. 黄新文,崔俊杰,易菊香. 铁道标准设计. 2015(08)
[8]高速铁路渗透性基床防冻胀结构研究[J]. 闫宏业,赵国堂,蔡德钩,王仲锦,张千里,姚建平. 铁道建筑. 2015(05)
[9]高寒地区高速铁路路基冻深试验研究[J]. 闫宏业,蔡德钩,杨国涛,姚建平,叶阳升,张千里. 中国铁道科学. 2015(03)
[10]高速铁路路基填料冻胀试验研究[J]. 冷景岩,付新平,杨军杰. 冰川冻土. 2015(02)
博士论文
[1]寒区高铁路基粗颗粒填料冻胀变形与强度研究[D]. 王青志.北京交通大学 2017
[2]严寒地区高速铁路路基冻胀和工程对策研究[D]. 石刚强.兰州大学 2014
[3]多年冻土地区路基计算原理及临界高度研究[D]. 王铁行.长安大学 2001
硕士论文
[1]建筑垃圾路堤填料一维压缩及蠕变试验研究[D]. 刘阳.长安大学 2018
[2]坡积体填料剪切特性研究及其边坡稳定性分析[D]. 肖亚军.长安大学 2018
[3]高山多年冻土地区路基冻胀融沉机理及稳定性评价[D]. 朱凤杰.长安大学 2017
[4]滨绥线哈牡段路基冻胀特点及其应对措施研究[D]. 康庆涛.中国铁道科学研究院 2016
[5]大准铁路路基病害特征及处治新技术研究[D]. 范磊.西南交通大学 2016
[6]哈齐客专路基温度场及保温措施数值模拟分析[D]. 程佳.石家庄铁道大学 2016
[7]附面层参数标定及冻土路基水热稳定数值模拟方法初探[D]. 白青波.北京交通大学 2016
[8]哈齐客专路基冻胀融沉现场监测分析[D]. 李燕杰.石家庄铁道大学 2015
[9]深季节性冻土区铁路路基水热力耦合分析[D]. 邢宝亮.石家庄铁道大学 2015
[10]高速铁路粗颗粒改性土填料冻胀特性研究[D]. 金兰.中国铁道科学研究院 2015
本文编号：3711334
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiaotonggongchenglunwen/3711334.html
