季节冻土区水—热—力三场耦合数值分析及路基冻胀监测试验

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1、'.，图书分类号：P315•*-工学硕士学位论文W仏r■‘季节冻土区水-热-力三场耦合数值分析及路基冻胀监测试验图书分类号：P315单位编码：85406学号：2012202工学硕士学位论文季节冻土区水热力耦合数值分析及路基冻胀监测试验硕士研究生：赵亮导师：景立平研究员申请学位级别：工学硕士学位学科：土木工程专业：工程力学研究方向：冻土路基中国地震局工程力学研究所中国·哈尔滨二零一五年五月Master'sDegreeThesisWaterHotStressCoupledofPermafrostSubgradeInTheSeas

2、onalfrozensoilareaandFrostmonitoringMasterCandidate:ZhaoLiangTutor:Prof.JINGLIPINGSubject:CivilEngineeringSpecialty:GeotechnicalEngineeringResearchField:PermafrostSubgradeInstituteofEngineeringMechanics，ChinaEarthquakeAdministrationHarbin·ChinaMay,2015独创性声明本人郑重声明：所

3、呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文+包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果，也不包含为获得中国地震局工程力学研究所或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。对本文的研宄作出重要贡献的个人和集体，均已在文屮以明确方式标明并表示谢意。本人完全意识到本声明的法律责任由本人承担。签字门期：1、)学位论文版权使用授权书本人完全了解中国地震局工程力学研究所有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅

4、；本人授权中国地震局工稈力学研究所可以将本学位论文的今部成部分内容编入右关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文，允许被查阅和借阅。(保密的学位论文在解密后适用本授权书）>论文作者签名导师签名：签字门期：签字t丨期：7摘要摘要作为世界上三大冻土国家之一，我国拥有大面积的冻土区域，占陆地国土面积三分之二以上。按照土体冻结时间持续的长短，又将冻土分为多年冻土和季节性冻土。目前，对于多年冻土的研究已经有了长足的进步，但对季节性冻土的研究相对较少。随着东北地区经济的快速发展，对包括铁路和公路在内的

5、基础设施建设提出了更高的要求。但是，季节性冻土区的路基冻胀融沉问题，一直是困扰施工人员和科研工作者的难题。季节性冻土区冻土路基在温度变化的情况下，受力状态非常复杂，影响因素众多，其中，水-热-力三场耦合作用是最主要的影响因素。建立可靠的水-热-力三场耦合模型，研究其对冻土路基稳定性的影响，是解决冻土路基冻害的重要方法之一。本文取得主要研究成果如下：1、在季节性冻土区，选取了一个典型的冻胀场地，进行了一个冻胀循环期的野外现场监测，获得了详实的路基冻胀实测资料。2、通过查阅大量当地的水文、地质资料获得了监测区土体随温度变化的物理

6、、力学及热力学参数资料。3、利用COMSOL软件对太沙基渗流固结模型进行模拟。验证软件在模拟多场耦合方面的可靠性。4、通过对COMSOL多场耦合软件的二次开发，进行冻土路基多场耦合数值模拟，计算出路基冻胀结果。5、对野外冻胀观测数据与数值模拟计算结果进行了对比分析，验证数值模拟的可靠性，并对路基的冻胀破坏进行预测。关键词：季节性冻土；冻土路基；COMSOL软件；多场耦合；冻胀监测IABSTRACTABSTRACTChinaisthethirdlargestpermafrostcountriesaroundtheworld,t

7、hepermafrostareaaccountsfor70%ofthelandarea.Infact,dividedintopermafrostandseasonalfrozensoil.WiththestudyoftheQinghaiTibetRailwaypermafrosthasmadegreatprogress,buttheresearchintheseasonalfrozensoilareaisrelativelyless.Withtheimplementationofthenationalstrategytore

8、vitalizethenortheastoldindustrialbase,putforwardhigherrequestmoreandmoretotherailroadandthehighwaynetworkconstruction.Seasonalfrozensoilsubgradei