多年冻土区路基融沉变形分析.pdf

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1、第38卷，第3期公路工程Vo1．38，No．32013年6月HighwayEngineeringJun．，2013多年冻土区路基融沉变形分析冯桂云，谢颖川(河南工业职业技术学院建筑工程系，河南南阳473009)[摘要】基于UL描述的大变形固结理论和考虑相变作用的温度场，通过联系方程，建立了大变形融化固结理论。假定未来50年升温2．6℃的条件下，对路基运营若干年后的热、力学状况进行分析。结果表明；路基对冻土上限有一定的抬升。路基中心的变形最大，远离中心的地表处最小。路基变形随着融化范围的增大而增加。此外，不同运营时间的路基变形速率不同。随着年平均地温的升高，路基沉降也随之增大。[关键词】

2、冻土路基；温度；融沉；大变形理论；数值模拟[中图分类号]Tu452[文献标识码】A[文章编号]1674—0610(2013)03—0005—06AnalysisofEmbankmentDeformationinPermafrostRegionsFENGGuiyun，XIEyingchuan(Departmentofarchitecturalengineering，HenanPolytechnicInstitute，Nanyang，Henan473009，China)[Abstract]Basedonthelargestrainconsolidationtheoryconsideredt

3、hephasechangeinheattransferprocess，thethawconsolidationmathematicalmodelwasestablished．Assumingtheglobaltemper—aturewillriseby2．6oCinthenext50years．analyzedthethermalandmechanicsconditionsoftheem—bankmentafterconstruction．Theresultshowsthattheembankmentraisedthepermafrosttable．Themax—imumsettlem

4、enthappenedatthecentreoftheembankmentandtheminimumatthenatureground．Withtheservicetimeincreased，thethawregionincreased．Thesettlementincreasedwiththethawregionin—creased．Furthermore，thedeformationrateisdifferenceatdifferentservicetimes．Thesettlementincrea·seswiththemeanannualgroundtemperaturedesc

5、ends．[Keywords]permafrostsubgrade；temperaturefield；thawsettlement；largestraintheory；numeri—calsimI】latj0n全球变暖和人类活动加剧了冻土的融化，使冻土产0引言生更大的变形。随着寒冷地区经济发展的需要，越自第一条西伯利亚铁路修建以来，人类在多年来越多的建筑活动在寒区展开，诸如公路、铁路、输冻土区修建铁路已经有100多a的历史。但是，目油管道、输电线塔等。在此背景下，冻土变形的精确前还有很多问题没有解决。为解决路基的变形，有计算成为多年冻土区工程建设中至关重要的问题。多种方法被应用在路基上

6、。李世芳等将风积沙应用融沉变形的计算主要分2类：融沉系数法和融于防治公路冻胀病害上，通过新西线的工程实践，证化固结法。前者将融沉与压缩分开研究，即与压力明了该方法的可行性⋯。唐承铁等基于路基填筑无关的融沉、与压力成正比的压缩变形。由于施工工艺现场试验及现场动力试验，提出了一些该融沉系数与众多因素密切相关，而且需要对大量的地区路基破坏的处治措施。此外，还有改良土的应土样进行试验，既耗时也不经济。因此，人们将用。虽然采取了一些措施，但是路基的变形破坏目光转向了融化固结理论法。还是在继续发生。青藏公路虽然经过几次整修，但最早的融化固结理论是将整个土体划分为融土在1999年青藏重修时，路线病害

7、率为31．7％。区和冻土区。只考虑融土区的固结，不考虑冻土的[收稿日期】2013—03—11[项目基金】国家自然科学基金创新群体(41121061)[作者简介】冯桂云(1967一)，女，河南南阳人，学士，副教授，主要从事土木工程技术研究与应用。6公路工程38卷固结以及压缩变形。Morgenstern和Nixon基于一维变边界的固结理论，给出了冻土一维融化固结问题警-o，(4)的理论界计算表达式。但该理论是基于小变形式中：fo为参考初始构型的单位