水热作用下寒区路基边坡稳定性分析

发布时间：2024-02-24 08:38

　　水、热作用是影响寒区路基边坡稳定性的主要因素。盐渍土中不同盐分和水分含量受温度变化产生结晶及土体冻结温度下降等因素的影响,其强度参数指标变化尤为明显。为确定水、热作用对寒区盐渍土路基边坡稳定性的影响,首先,结合现场气象站调研,对青海省察尔汗至格尔木高速公路(察格高速)沿线气候特征、盐渍土分布特点进行了分析,总结了寒区盐渍土路基土强度主要影响因素及寒区盐渍土路基边坡稳定性主要影响因素;其次,选取4种典型代表性的盐渍土作为路基填料,在路基底部加铺土工布,以此为研究对象,基于COMSOL Multiphysics对其建立路基土体温度场二维数值计算模型;再次,结合在不同温度下路基土体主要强度参数,提出等温分层—强度参数函数计算模型;然后,利用Geo Studio中SLOPE/W模块,将路基模型按照等温线分层,分别计算寒区盐渍土路基不同月份,不同坡度,不同路基高度下的稳定安全系数;最后,探讨了坡脚浸水对路基边坡稳定性的影响。主要研究结论如下:(1)察格高速沿线气候干旱少雨,降水量稀少,蒸发量较大,气温四季变化明显,总体符合正弦函数曲线变化。在寒季,地表和浅层地温受气温变化影响剧烈,随着深度的增加...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 边坡稳定性分析理论研究
        1.2.2 寒区盐渍土路基研究
        1.2.3 寒区路基边坡稳定性机理和评价研究
    1.3 主要研究内容
    1.4 技术路线
    1.5 创新点
2 察尔汗地区盐渍土概况及气候特征
    2.1 工程概况
        2.1.1 盐渍土定义及分类
        2.1.2 沿线盐渍土情况
    2.2 察格高速沿线环境地质背景
    2.3 气候特征分析
        2.3.1 气温和地温观测分析
        2.3.2 降水量和蒸发量特征分析
    2.4 小结
3 水、热作用对寒区路基边坡稳定性的影响
    3.1 Mohr-Coulomb破坏准则
    3.2 安全系数的定义形式
    3.3 寒区盐渍土强度主要影响因素
        3.3.1 含盐量对土体强度参数的影响
        3.3.2 温度对强度参数的影响
        3.3.3 含水量对强度参数的影响
    3.4 水、热作用对寒区路基边坡稳定性的影响
    3.5 小结
4 寒区盐渍土路基温度场模拟与分析
    4.1 COMSOL数值模拟和求解
        4.1.1 温度场控制方程
        4.1.2 水分场控制方程
        4.1.3 相变动态平衡方程
        4.1.4 几何模型
        4.1.5 边界条件
        4.1.6 计算参数
    4.2 温度模拟有效性验证
    4.3 路基温度场等值线分析
    4.4 小结
5 水、热作用下寒区盐渍土路基边坡稳定性分析
    5.1 路基边坡稳定性理论计算方法
    5.2 等温分层—强度参数模型及边坡稳定性计算
        5.2.1 等温分层—强度参数模型
        5.2.2 安全系数计算
    5.3 水、热作用下寒季路基边坡稳定性分析
        5.3.1 热作用下路基边坡稳定性分析
        5.3.2 坡脚浸水状态下路基边坡稳定性分析
    5.4 小结
6 结论及展望
    6.1 主要结论
    6.2 不足和展望
致谢
参考文献



本文编号：3908719