一、块石层对其下部路基土体温度的影响（论文文献综述）
杨韬[1]（2021）在《碎石桩群对冻土沼泽公路地基水热状况与变形影响研究》文中研究表明本论文旨在探究高温冻土沼泽地区公路碎石桩群处理地基,在冻土退化过程中应力场、水分场以及温度场三者随时间的变化关系,分析高温冻土退化地区碎石桩群对地基冻土所产生的作用及影响。首先,以连续多孔介质假设为基础,基于Biot固结理论,分别以大应变假设及小应变假设为前提,推导两类应力场控制方程,结合考虑对流传热的三维非稳态传热方程,建立多物理场求解域统一的描述高温冻土物理场变化的水热力耦合模型控制方程。针对高温冻土刚度对温度变化较为敏感的特点,对冻结部分应力场参数进一步细化,建立高温冻土应力-温度耦合损伤本构模型。考虑温度变化对高温冻土刚度及强度的劣化作用,以基于Weibull分布的统计损伤模型确立应力损伤因子,以温度对初始弹性模量所形成的衰减程度确定温度损伤因子,由复合损伤因子将两者进行耦合。通过冻结砂土以及冻结粉质黏土,分别验证了本构模型对应变软化型材料以及应变硬化型材料预测结果的准确性。同时,推导两种应力损伤因子形状参数以及尺度参数的求解方法,以不同方法所得参数分别带入本构模型计算,所得结果对比实测应力应变曲线,对两者所得参数对本构模型最终预测结果的影响进行分析,结果表明半理论半拟合方法相较于全拟合方法具有一定优势。进而,通过对通用多物理场有限元软件进行二次开发,对水热力耦合模型进行数值实现。以控制围压室温度变化的恒定轴压三轴试验,对水热力耦合模型预测结果有效性进行验证。对比不同偏应力所形成不同程度轴向变形的三组试验结果,对模型应力场控制方程中大应变时,考虑几何非线性的必要性进行论证。通过模拟结果分析高温冻土融化固结这一过程中,水热力三场的相互作用;对三者动态平衡,相互制约,相互促进的关系进行论述。最后,通过前述水热力耦合模型,对G1211高速公路北安-黑河段孙吴县附近,一处旧路加宽工程进行模拟分析。通过实测沉降数据及地温数据对模拟结果有效性进行验证。以模拟结果对地基内部应力场、水分场及温度场随时间的变化关系进行讨论,对比未经碎石桩群处理地基的模拟结果,进一步论述碎石桩群对高温高含冰量冻土地基各物理场的影响,依此对碎石桩群的作用机理进行阐述。通过多物理场耦合分析,得出碎石桩群对高温多年冻土地基的作用主要有以下三个方面:加速超静孔隙水压力消散;提高地基整体性及刚度;加速初期高温多年冻土融化,且不会对地基温度场形成长久扰动。同时,从数值层面进行了论证,为其在多年冻土退化区的应用提供了理论支持。
吴青柏,张中琼,刘戈[2]（2021）在《青藏高原气候转暖与冻土工程的关系》文中研究指明工程作用和气候转暖影响加剧了工程下部多年冻土的退化,导致冻土工程稳定性发生显着变化。本文从气候转暖和工程活动下多年冻土变化和冻融灾害的视角探讨了气候转暖与工程稳定性的关系,给出了青藏高原气候转暖下活动层厚度、冻土温度等变化和青藏公路和青藏铁路工程下部多年冻土上限、冻土温度和路基变形等特征。同时,系统梳理了青藏高原冻土工程防治冻土融化的工程技术措施,讨论了未来气候变暖下青藏高原多年冻土的变化特征及其对冻土工程服役性的影响。青藏高原多年冻土在过去数十年来发生了不同程度的退化,工程作用加速了工程下部多年冻土退化,严重影响工程稳定性。青藏铁路采取了冷却路基、降低多年冻土温度的技术措施,但冻土工程仅能适应气候变暖1℃的情况。未来气候变暖1.5℃,青藏铁路冻土工程的补强措施需尽早谋划。
张传峰[3]（2020）在《复杂水热环境下共玉高速冻土沼泽区路基变形及其防治研究》文中进行了进一步梳理我国青藏高原多年冻土研究早在青藏铁路及公路建设过程中就逐步展开,经过近几十年的发展,对于多年冻土区铁路路基及低等级公路路基的变形问题已经有较为成熟的理论及防治措施。但随着西部大开发不断深入,经济建设需求不断增加,在多年冻土区修建高速公路必将成为常态化。多年冻土造成路基冻胀融沉及变形的不稳定性与高速公路建设高标准之间的矛盾异常突出,尤其是复杂水热环境下冻土沼泽区路基变形的防治问题已经成为新的难题。而公路路基和铁路路基存在一定的差异,所以不能照搬青藏铁路关于路基变形及防治的一些研究成果,需要研究出适用于高速公路多年冻土区的理论和防治措施。本文针对共玉高速公路冻土沼泽区复杂水热环境导致的路基变形问题,以“共玉高速公路冻土沼泽地段路基关键技术研究”项目为依托,以共玉高速冻土沼泽区路基为研究对象,采用现场调查、室内试验、变形监测和数值模拟等手段,进行了以下几个方面的研究:1、冻土沼泽区复杂水热环境成因研究。多年冻土区冻土沼泽形成时存在一种天然的水热平衡,这种水热平衡对保护多年冻土是有利的。然而高速公路的修建势必会破坏原来的水热平衡体系,进而形成新的更为复杂的水热环境。本文通过对共玉高速沿线冻土沼泽区的分布及其工程地质分区特征分析,同时结合气候、太阳辐射、地形地貌、地层岩性、水文地质等影响水热环境的因素,进而更加深入地从复杂水文地质环境、复杂融区水热环境、复杂工程建设环境等方面分析了复杂水热环境的成因。进而得出复杂水热环境成因主要是由于水、热、工程建设等综合因素所致,这种复杂的水热环境导致路基变形特征的独特性。2、冻土沼泽区路基变形特征研究。复杂的水热环境加剧了路基的冻胀融沉,对路基的稳定性具有很大的影响。为了准确研究水热环境对路基变形特征的影响,通过对既有G214及共玉高速路基病害调查,并结合各病害分布特征,深入分析复杂水热环境下共玉高速路基变形的影响因素、过程及类型特征。得出路基变形特征主要表现为路基沉陷、不均匀沉降、边坡失稳等,为了规避这种变形（病害）就需要对内在变形机理进行深入研究。3、冻土沼泽区路基变形机理研究。地基土和路基填料组成了新的路基结构,这种结构在构建新的水热平衡时就会产生强烈的冻融现象,而这种冻融现象又会产生大量的路基病害。根据在复杂水热环境下路基填料的颗粒分析试验、易溶盐试验、击实试验、毛细管水上升高度试验、渗透试验、冻胀特性试验、冻融循环试验;以及地基土的冻胀试验、颗粒分析试验、液塑限试验、融沉特性试验的基础上,从路基填料和地基土这两个微观方面深入分析了路基的冻融特性。同时,为了准确研究水热环境改变对路基地温场变化以及路基变形的影响,通过路基地温场及位移监测,采集公路建设各阶段路基地温场及变形监测值,深入分析复杂水热环境下监测断面的路基地温场和沉降变形的相关性。结合以上两个方面的研究,并从力学角度深入分析了产生路基变形的水分迁移、温度场效应及冻融循环理论,进而总结出复杂水热环境下冻土沼泽区路基变形机理。为科学有效的采用变形防治措施提供了理论依据,对冻土沼泽区公路建设具有指导意义。4、冻土沼泽区路基变形防治措施研究。原G214线在建设和运营过程中,出现一系列的路基病害,针对不同的路基病害也采用了很多防治措施,这些措施最核心的目的就是解决水热平衡问题,人为快速地使路基和天然土体以及周边环境进行融合,构建新的平衡,进而减小水热交换对路基的破坏。目前常用单一的或简单的复合路基防治措施只能片面地解决复杂水热环境的某个方面,不能完全适应复杂水热环境的要求,故而需要研究出适应复杂水热环境的一套综合整治措施。本文结合复杂水热环境的成因、路基变形特征、路基变形机理等研究成果,提出7种防治措施,并详细分析这7种防治措施的特点以及可以解决的问题。再通过数值模拟对比分析这7种防治措施的效果,进而研究出一套适用于共玉高速冻土沼泽区的路基变形的防治措施。新提出的热棒+保温板+遮阳板+片石路基+砂垫层综合防治方案,更好地适应了共玉高速冻土沼泽区建设环境,既解决了路基热量问题又解决了路基排水问题,对于复杂水热环境下路基变形控制具有显着效应,能明显提升冻土沼泽区多年冻土上限,降低路基累积沉降量,解决了冻土沼泽区复杂水热环境问题。本措施成功应用于共玉高速路基变形防治工程,具有重要的现实意义。通过以上4个方面的研究,掌握了共玉高速冻土沼泽区复杂水热环境的成因,研究了复杂水热环境下路基的变形特征及变形机理,提出了新的综合防治措施。本研究成果对多年冻土沼泽区高速公路的建设和安全运营有较大的指导和借鉴意义,社会和经济效益显着。
李清林[4]（2020）在《寒区油页岩废渣—粉煤灰土路基的水—水汽—热—力（HVTM）耦合数值模拟研究》文中研究指明寒区油页岩废渣-粉煤灰土路基的水-水汽-热-力（HVTM）耦合数值模拟研究在我国,大约70%的地表被寒区多年冻土层和季节性冻土覆盖。在多年冻土和季节性冻土地区,路基必须经历冻融循环,导致路基病害严重,缩短路基和路面结构的使用寿命。路基多为非饱和土,在非盐渍土地区,其病害是由水分场、温度场、应力场共同作用的结果,其中水分场显现为液态水、固态水及汽态水的分布及变化,温度场显现为温度分布及变化,而应力场显现为应力和应变的分布及变化。目前,缺乏既考虑冻融,又考虑汽态水迁移的非饱和土水-水汽-热-应力耦合方程的数值计算理论与实施案例,无法为刻画寒区路基中存在的水、冰、水汽、温度、应力及应变分布提供数值计算基础,导致在分析寒区路基冻融破坏机制时缺乏冻融环境下的水、冰、水汽、温度、应力及应变相互影响的理论及定量分析手段。随着油页岩开发和国家能源需求量的增加,油页岩废渣及粉煤灰堆积产生了严重的环境污染,且有大量的油页岩废渣及粉煤灰需要处理。为了减少冻融对冻土路基和季节性冻土的不利影响,已有研究采用了降低地下水位、使用防冻路基材料、设置冷阻、隔热或保温层等方法,都取得了一定的有益效果。目前,鲜见将油页岩废渣及粉煤灰联合用作路基隔热材料的相关报道,仅有的研究仅限于它们各自或联合的静动力特征及渗透性等功能的评价,缺乏将它们视为路基隔热材料的研究。本文依托国家自然科学基金项目“季节冻土区道路设置冷阻层治理路基冻害机理研究（51578263）”和国家重点研发计划项目“道路基础设施智能感知理论与方法（2018YFB1600200）”,进行两项工作:第一,理论分析了寒区路基冻融破坏机制,构建了寒区路基水-水汽-热-力（HVTM）耦合数学模型,并设计了试验验证,且提供了寒区路基HVTM耦合模型在寒区路基的应用案例,研究成果对于预测寒区路基中的液态水、汽态水、冰、温度、应力、应变的分布变化,定量分析寒区路基冻融破坏机制都具有重要意义。第二,基于课题组前期对油页岩废渣及粉煤灰改良粉质黏土的力学研究基础,选用吉林省汪清县油页岩废渣及长春第二发电厂粉煤灰,改良吉林省内分布广泛的粉质黏土,通过试验和HVTM耦合数值模拟探究了油页岩废渣-粉煤灰土（改良土）作为寒区路基隔热材料的有益效果,研究成果对于寒区路基全寿命周期服役性能的提高及固体废物的再利用具有重要意义。基于以上研究目的,本文的研究内容如下:（1）在理论分析寒区路基冻融破坏的多场耦合机制的基础上,基于物质连续性方程、能量守恒方程、平衡微分方程、本构方程、边界条件,构建能够刻画寒区路基中存在的液态水迁移、汽态水迁移、冰含量分布、热量分布、应力和应变状态的寒区路基HVTM耦合数学模型。（2）实施不同密度、含水率、冻融循环次数下的改良土及粉质黏土的导热系数和比热容测试,分析传热参数,并建立新式导热系数及比热容随温度或冻融次数变化的导热系数和比热容计算方程,提高HVTM模型传热参数精确度,且基于改良土的微、细观试验研究,分析冻融环境下改良土的导热系数变化的主控因素。（3）使用课题组设计的土柱水-热-力耦合试验系统,实施冻结过程中非饱和粉质黏土及改良土的水-热-力耦合的土柱试验,以液态水含量、温度及应力三个指标分析改良土的保温能力;使用室外场地挖坑填土方法,进行冻融条件下的非饱和粉质黏土的水-热-力耦合试验,使用课题组设计的水汽迁移试验盒和低温恒温槽,实施非饱和粉质黏土的水汽迁移试验,综合上述非饱和粉质黏土的水-热-力耦合试验与水汽迁移试验,为寒区路基HVTM耦合数学模型的验证提供数据支持。（4）基于寒区路基HVTM耦合数学模型和COMSOL Multiphysics的数学模块,进行COMSOL Multiphysics的二次开发,实现寒区路基HVTM耦合数学模型的数值计算,结合非饱和土水-热-力耦合试验及水汽迁移试验数据,执行寒区路基HVTM耦合数学模型的验证,验证模型计算结果的可靠性。（5）基于高速路的试验路段结构,将改良土作为试验路保温层,利用环境评价方法,评价其对试验路环境背景的影响,并将本文的HVTM耦合数学模型应用于该试验剖面（加入改良土作为保温层）和对比剖面（未加改良土作为保温层）,提供寒区路基HVTM耦合数学模型在实际路段应用的案例,总结试验剖面和对比剖面的模拟结果,以水、水汽、冰、热、应力、位移分布变化为指标,分析改良土的有益效果。
宋正民[5]（2020）在《中俄原油管道周围冻土热状况演化规律及块石管堤应用研究》文中提出在全球气候变暖背景下,多年冻土地区的冻土退化给各类工程建筑物、构筑物带来了极大的危害。与其它工程不同,埋地油气管道因其自身特性,对多年冻土的扰动更为剧烈。且受管道埋设深度、管道运行温度差异的影响,埋地式油气管道下部多年冻土的融化固结沉降以及差异性冻胀现象十分显着。为解决管道沿线受环境温度变化以及高温原油管道所造成的管道不均匀冻胀、融沉病害,已开展了大量的现场监测以及数值模拟分析研究。由于管道常年正温运营,导致管道周围冻土融沉、管沟积水、管道差异性沉降等问题十分严重。因此,掌握油气管道运营过程中周边冻土热状况对于研究管-土相互作用以及管道病害防治十分关键。本文以中俄原油管道（CRCOP）为研究背景,依据中俄原油管道已有现场监测数据及管道实际尺寸,通过一定比例的缩尺,开展了常规埋地式以及块石管堤架设式输油管道的室内模型试验研究。试验过程中通过监测管周冻土的温度、水分变化,系统地研究了管道与周边冻土的热交换过程和水分迁移规律。在此基础上,利用传热模型与流-固耦合模型,系统地研究了埋地式管道与块石管堤架设式管道对其下部冻土的长期热影响,主要结论如下:（1）埋地式输油管道模型试验:管周冻土受管道热影响存在显着的升温、融化现象,六个周期后最大融深可达0.84m;最大融化深度随管壁温度波动呈周期性波动,靠近管道处形成融化夹层,且这一融化夹层厚度随管道运行时间的增加不断加大;管底未冻水含量受管道热影响存在显着的水分迁移现象,但随着管道运行周期的增加,水分逐渐消散;管道运行过程中地表存在显着的冻胀、融沉变形,但整体呈沉降趋势,沉降变形量越靠近管道处越高。（2）块石管堤架设模型试验结果表明:管堤底部冻土存在显着的冷却降温过程,这是由于块石层阻断了管道与底部冻土的直接热交换;管堤底部未冻水含量变化幅度明显低于埋地式断面,无明显水分迁移现象,这是由于管堤底部冻土始终处于一个稳定的冷却降温过程;块石层顶部填土受两侧环境温度影响地表变形量高于埋地式,且从中部往两侧逐渐减小。（3）常规埋地式数值模拟结果表明:包裹保温层可显着降低管道与周围冻土间的热交换强度,不同保温层厚度下管道运行50年内管底最大融化深度可分别达7m（4 cm）、6m（8 cm）、5.5m（12 cm）,下降幅度分别为0.1 m/a、0.08 m/a、0.07m/a;通过分析不同保温层厚度下管周融化圈的变化过程可知,当保温层厚度达到8cm后,融化圈的增加速度随保温层厚度的增加差异较小。（4）块石管堤架设管道数值模拟结果表明:开放边界条件下管堤的冷却降温效果优于封闭边界,包裹保温层后降温效果进一步提升;管道运行初期,管堤底部冻土存在显着的降温过程,之后随管道运行时间的增加,管堤底部冻土温度逐渐升高;开放边界底部冻土地温场呈显着不对称分布,但随着管道运行时间的增加这一不对称性逐渐减弱。
王玉琢[6]（2019）在《冻融作用下渗排水土工格栅路基水热变化实验研究》文中进行了进一步梳理由于我国季节性冻土地区超过了国土面积的半数以上,季节性冻土地区的土质路基受土体内水分作用所产生的冻胀和融沉等特性对路基的稳定性影响很大。而随着全球性的气候变化影响,多年冻土地区面积逐年递减,而季节性冻土地区的面积不断扩大,并向高纬度地区推移。冻融和地基多年冻土融化将严重影响季节性冻土地区路基强度、稳定性和耐久性。针对季节性冻土地区的路基土体含水率过大的问题,东北林业大学寒区科学与工程研究院（institute of cold regions science and engineering northeast forestry university）研制开发了渗排水土工格栅（Seepage Drainage Geogrid,简称SDG）,此项技术基于保温路基和通风路基结构以及塑料排水板和土工格栅等材料与土体复合工作原理和设计思路。并在此基础上与土质路基土体结合组成渗排水土工格栅路基,能够对季节性冻土地区路基土体的水热稳定性起到积极作用。从而起到减少路基土体含水率和提高路基稳定性的作用。本文首先进行渗排水格栅路基土体的小型试件的室内实验研究,在得出冻融条件下,小型试件的调节路基土体温度和含水率变化规律基础上,进行渗排水格栅路基土体足尺模型的冻融循环实验,根据以往实验得出的渗排水格栅路基的调节温度和含水率变化规律,进行了其他研究内容的室内实验:1、在冻融作用下,构建合理的渗排水格栅路基结构形式;2、对渗排水格栅路基的土体材料进行优化选择;3、格栅构形和尺度效应对传热场协同影响;4、建立考虑界面约束的土体水热耦合数学模型。研究结果表明:1、敷设渗排水土工格栅后,能显着的改变其周围土体对外界的温度变化的响应速度;当外界降至负温时,能阻止下部土体水分迁移产生单向积聚,进而减缓阻止冰透镜体的形成;外界升至正温时,能显着降低周围土体含水率;改善渗排水土工格栅管的构型、增加敷设层数、增大格栅管壁孔隙孔径和减小孔隙间距等都是提高渗排水土工格栅的作用和功效的有效途径。2、毛细水迁移冻胀机理和土薄膜水迁移理论能够很好的解释渗排水土工格栅的排水机理。其调温和调节含水率的机理是以土颗粒、水分、冰和空气为主导的能量传递媒介,在外界大气温度变化的条件下,进行物质间能量传递和交换,从而引起的土体内部温度变化和水分变化,进而使土体内的温度场和水分场重新分布,这种重新分布使路基土体能减少由水导致的冻害;3、当外界风速大于0.1m/s时,增大格栅管体与土体接触面积,使格栅管表面积与其贯穿土体横断面积比值大于0.33时,渗排水土工格栅就能起到明显的调温和排水作用;4、通过COMSOL Multiphysics有限元软件模拟模型实验过程,得到敷设渗排水格栅土体在冻融条件下的整体的温度和水分变化规律和分布情况与实验所得结论相同。优化模型试件土体材料后,使用导热系数大或者孔隙率大填料,在同等条件下,能提高渗排水格栅的降温和排水性能。
段书珩[7]（2019）在《碎石填充层在多年冻土区跑道建设中的应用研究》文中研究指明根据我国民航发展规划,未来几年将在东北多年冻土区进行大规模机场建设。多年冻土区跑道建设的难点在于多年冻土性质极不稳定,易受温度影响,并且目前针对机场跑道温度控制技术的研究尚属空白。本文借助于有限元软件,在考虑全球气候变暖的条件下,研究了天然土基温度场和不含温控措施跑道土基温度场的长期变化规律,讨论了碎石填充层主要物理参数对碎石层降温效果的影响,分析了组合措施和单一措施的降温效果,以及不同年均温度下碎石层的降温绝对值及最佳降温率。主要工作与成果如下:1、利用含有制冷系统的低温实验室,进行室内碎石降温试验,监测土基温度场的变化,同时建立全尺寸有限元模型,对比试验模型和数值模拟温度场,分析误差产生原因,以验证该有限元建模方法的正确性。2、根据东北地区的气候监测资料及工程建设经验,建立有限元模型,有限元模型跑道结构和道面板厚度均按照规范设定。研究了年均温度为1-6℃时天然土基和无温控措施跑道土基温度场的长期变化规律,结果表明跑道的铺设使多年冻土产生严重退化,为了维持跑道的正常运营,必须采取温度控制措施保护跑道土基。3、建立含有碎石填充层的有限元模型,研究碎石粒径及碎石填充层铺设位置在年均温度1-6℃时的降温效果,分析碎石填充层单一措施和碎石层+EPS保温板组合措施的降温效果,结果表明:年均温度相同时,碎石粒径与其降温效果正相关,24cm碎石降温效果最差,1015cm降温效果最好,其余粒径降温效果介于上述两者之间;碎石层铺设位置对其降温效果影响很大,碎石填充层的位置越靠近跑道降温效果越好;在年均温度高于-4℃时,碎石层单一降温措施降温效果优于碎石层+EPS保温板组合措施。4、研究了碎石填充层厚度对土基温度场的影响,得到了碎石填充层的降温绝对值和最佳降温率。根据模拟结果,同时考虑到寒区施工难度,结论如下:在年均温度为1-2℃的地区,碎石层的厚度取3m为宜;在年均温度为-3℃和-4℃的地区,碎石层的厚度以23m为宜;在年均温度为-5℃和-6℃的地区,碎石层厚度以2m为宜。对碎石填充层主要物理参数的大量数值模拟表明,在东北多年冻土区进行机场跑道建设采用该温度控制措施具有一定的参考意义。
高博[8]（2019）在《大戛高速公路水敏性软岩高填方路基稳定性及其控制研究》文中认为在我国高速公路建设中,由于我国幅员辽阔,受自然环境、地理位置和地质条件等因素的限制,挖填方工程规模巨大。在多山地区公路建设中本着因地制宜、就地取材的原则,挖方弃料作为路基填筑材料被广泛采用。而将易崩解、易软化且水敏性强的水敏性软岩作为路基填料时,其工程特性的演变及长期稳定性问题的研究尚未引起重视,由此带来的设计理论和施工技术问题亟待解决。本文依托新平县大开门至戛洒高速公路工程（大戛高速）,采用室内试验、现场试验和数值模拟等研究方法,对沿线广布的三叠系、侏罗系砂泥岩、泥岩等多种水敏性软岩,开展了干湿循环条件下的工程性能试验、路基长期稳定性评价及控制措施等方面的研究。本文的主要研究成果如下:1、大戛高速试验段属于山麓斜坡松散沉积物堆积区,为中山缓坡地带,坡度16～23°;通过现场勘察和矿物成分分析发现此类紫红色泥块状水敏性软岩主要由黏土矿物和长英质颗粒组成,弱胶结的黏土矿物含量高达57.4%,故其表现出易崩解、易软化及水敏性强的工程特性。2、干湿循环作用的本质是破坏了水敏性软岩的颗粒结构,与初始状态相比,干湿循环作用增强了水敏性软岩的粘聚力c,增幅为66.7%,但减小了其内摩擦角φ,降幅为62.5%,总体上仍弱化了水敏性软岩填料;同时试验结果表明,抗剪强度的衰减集中于前6次干湿循环,降幅占比86.6%,之后趋于稳定。3、基于Fredlund&Xing模型建立了降雨入渗作用下的水敏性软岩高填方路基渗流模型,采用Seep/W数值模型验证了该模型的合理性。计算结果表明:受降雨入渗的影响,路基土体内部的孔隙水压力由负变正,基质吸力逐渐丧失,路基稳定性系数不断减小;路基不同位置的概化湿润峰深度不同,坡脚、中部浅层、中部深层和坡顶处的概化湿润峰深度分别为5m、8m、10m、12m。4、基于Green-Ampt入渗模型建立了考虑湿润峰折减区的水敏性软岩高填方路基渗流模型。研究表明:仅考虑降雨入渗作用时最小稳定性系数为1.99,当考虑降雨入渗和干湿循环共同作用时最小稳定性系数为0.92,路基失稳;稳定性系数的衰减集中于前9期干湿循环,降幅占比92.1%,之后趋于稳定。5、基于水敏性软岩高填方路基长期稳定性模型分析研究了上覆荷载、竖向间距及铺设长度等因素对土工格栅加筋层的控制效果受到的影响。计算结果表明:受上覆荷载的影响中部浅层滑动面的加固效果最显着;当竖向间隔2m、铺设长度8m时路基稳定性提升显着,且工程造价较低。
赵舒扬[9]（2018）在《G214国道多年冻土路基地温特性及路基保护措施研究》文中研究表明G214国道穿越大片多年冻土区,路基稳定性受诸多不利因素影响,部分路段病害频发。同时,青藏高原第一条高速公路共玉高速（G0613）与G214国道共和-玉树段平行修筑,对路基的稳定性提出了更高要求。因此,对G214国道多年冻土路基地温特性及路基保护措施的研究不仅可以为路基的修复、补强工作提供科学依据,还能为今后该地区的公路建设积累宝贵经验。本文的主要研究内容及结论如下:1、在系统地分析了 G214国道沿线冻土特性和气候特点的基础上,构建了无保护措施路基的水热耦合模型,对路基在年周期内和不同年份的温度场展开深入研究,并对不同高度、宽度、坡度的路基进行模拟计算,研究路基尺寸效应对地温的影响。结果表明:路基宽度越大,热稳定性越差;综合考虑多方因素认为,19m宽度路基的合理填筑高度为3～5m;路基坡度过大或过小,土体的热稳定性均难以达到最好。2、提取相关文献中的地温监测数据,从浅层地温变化、竖向地温分布、一年内的温度变化、温度包络线等方面对不同结构路基的地温特性进行对比研究,结果表明:通风管路基温度变化幅度最大,冬季降温效果显着,但夏季管内高温导致上部土体温度远高于块石路基,下部土体的放热期不及块石路基持久。3、通过在多孔介质非等温渗流模型中定义浮升力,模拟空气自然对流效应,利用水热耦合模型计算块石、通风管路基20年内的温度场、水分场及位移场。结果表明:通风管路基在降低地温、提高最大融深、减小土体下部未冻水含量、控制变形等方面的效果优于块石路基,但夏季土体高温的弊端较为突出。4、研究块石路基的制冷机理,并据此计算不同粒径、不同厚度下块石路基的温度场,研究表明:块石层主要通过空气自然对流降温,其降温过程发生在11月至次年4月,2月中旬对流影响范围最广,1月中旬空气流速最大,且对流强度有逐年减小的趋势。不同厚度和粒径块石层的计算结果显示,当块石层厚度为1.8m时,路基的降温效率最高;当块石粒径为6～8cm时,路基的降温效果最好。5、对有无控制门通风管路基的温度场进行数值模拟,计算结果显示,在通风管两侧安装自动控制门能在夏季有效降低通风管路基的地温,基本消除了普通通风管路基的弊端,路基的最大融深显着抬升,下伏土的热稳定性有明显改善。
侯德森[10]（2017）在《基于温度变化下永冻土地区飞机跑道承载力研究》文中研究表明根据我国的机场规划与发展的要求,将在东北高纬度永冻土（多年冻土）地区陆续开展机场建设。虽然,国内外学者对线状工程的温度场及其承载力已经有了深入的研究,但关于宽幅道面以及承受高应力飞机荷载下的多年冻土跑道的研究几乎是空白的。而随着全球气温持续变暖以及人为活动影响的加重,跑道下部多年冻土温度逐年升高、承载力逐年降低,势必导致跑道承载力的下降。本文通过大量有限元模拟与理论分析,讨论各种因素对跑道温度场与位移场的影响,并建立以位移等效理论为基础的多年冻土区飞机跑道承载力的评价方法。主要工作与成果如下:1、建立多年冻土区跑道温度场有限元模型,研究全球气温变暖、年平均气温、换填厚度、块石厚度、EPS保温板厚度与铺设位置对多年冻土区跑道温度场的影响规律。2、建立多年冻土区跑道位移场有限元模型,计算得到不同温度场下的多年冻土区跑道位移场,并讨论全球气温变暖、换填厚度、块石层厚度、EPS保温板厚度与铺设位置对多年冻土区跑道位移场的影响规律。3、根据弹性层状理论,建立普通土基和多年冻土土基跑道有限元模型,模拟计算并对比分析,可得到不同温度场下多年冻土所对应的综合土基（换填层、保温层、多年冻土层）当量回弹模量,再根据模量关系的转换,建立基于位移等效理论的多年冻土区机场跑道承载力评价方法。4、根据不同年均气温的东北多年冻土地区,选择不同的换填深度与冻土保护措施,多工况分析,研究全球气温变暖趋势下不同多年冻土区跑道承载力的变化规律,为东北多年冻土区机场跑道建设与维护提供一定的参考价值。
二、块石层对其下部路基土体温度的影响（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、块石层对其下部路基土体温度的影响（论文提纲范文）
（1）碎石桩群对冻土沼泽公路地基水热状况与变形影响研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 冻土地基处理研究现状 |
| 1.2.2 水热力耦合模型研究现状 |
| 1.2.3 冻土本构模型研究现状 |
| 1.3 研究目的及意义 |
| 1.4 研究内容 |
| 1.5 研究方法及技术路线 |
| 2 水热力耦合模型控制方程 |
| 2.1 流固耦合控制方程 |
| 2.1.1 小应变应力场控制方程 |
| 2.1.2 大应变应力场控制方程 |
| 2.1.3 水分场控制方程 |
| 2.2 温度场控制方程 |
| 2.3 控制方程耦合节点 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 水热力耦合模型参数及求解方法 |
| 3.1 应力场参数及求解方法 |
| 3.1.1 应力-温度耦合损伤本构模型推导 |
| 3.1.2 本构模型参数求解 |
| 3.1.3 本构模型试验验证 |
| 3.1.4 本构模型讨论分析 |
| 3.2 水分场、温度场参数及求解方法 |
| 3.2.1 水分场参数及求解方法 |
| 3.2.2 温度场参数及求解方法 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 水热力耦合模型室内试验验证 |
| 4.1 试验概况 |
| 4.1.1 参数确定试验 |
| 4.1.2 模型验证试验 |
| 4.2 模型验证 |
| 4.2.1 模型概述 |
| 4.2.2 模型参数 |
| 4.2.3 试验结果及模型验证 |
| 4.3 高温冻土融化固结过程水热力耦合分析 |
| 4.3.1 应力场与水分场相互作用 |
| 4.3.2 应力场与温度场相互作用 |
| 4.3.3 温度场与水分场相互作用 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 碎石桩群处理冻土地基模拟验证分析 |
| 5.1 工程及试验区概况 |
| 5.1.1 试验区概况 |
| 5.1.2 区域气候概况 |
| 5.1.3 工程地质及测孔布置 |
| 5.2 数值模拟模型概况 |
| 5.2.1 模型基本假设 |
| 5.2.2 几何模型及网格划分 |
| 5.2.3 边界条件 |
| 5.2.4 初始条件 |
| 5.2.5 物理场参数 |
| 5.3 模拟结果验证 |
| 5.3.1 应力场验证 |
| 5.3.2 温度场验证 |
| 5.4 模拟结果分析 |
| 5.4.1 应力场分析 |
| 5.4.2 温度场分析 |
| 5.5 碎石桩群作用分析 |
| 5.5.1 碎石桩群对应力场作用 |
| 5.5.2 碎石桩群对水分场作用 |
| 5.5.3 碎石桩群对温度场作用 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
| 东北林业大学硕士学位论文修改情况确认表 |
（2）青藏高原气候转暖与冻土工程的关系（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 气候转暖下多年冻土变化 |
| 2 工程作用下多年冻土变化 |
| 3 冻土变化诱发的工程病害 |
| 4 冻土工程热稳定性控制技术 |
| 5 未来气候变暖冻土工程服役性 |
| 6 结论 |
（3）复杂水热环境下共玉高速冻土沼泽区路基变形及其防治研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 前言 |
| 1.1 选题依据及研究意义 |
| 1.1.1 选题依据 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 冻土沼泽区复杂水热环境成因研究现状 |
| 1.2.2 冻土沼泽区路基冻融特性研究现状 |
| 1.2.3 冻土沼泽区路基结构研究现状 |
| 1.2.4 冻土沼泽区路基病害研究现状 |
| 1.2.5 冻土沼泽区路基病害防治措施研究现状 |
| 1.2.6 研究现状的不足与问题 |
| 1.3 研究内容、技术路线及主要创新点 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 1.3.3 主要创新点 |
| 第2章 共玉高速冻土沼泽区复杂水热环境成因 |
| 2.1 冻土沼泽区分布 |
| 2.2 冻土沼泽区工程地质分区 |
| 2.3 复杂水热环境影响因素 |
| 2.3.1 气候 |
| 2.3.2 太阳辐射 |
| 2.3.3 地形地貌 |
| 2.3.4 地层岩性 |
| 2.3.5 水文地质 |
| 2.4 复杂水热环境成因 |
| 2.4.1 复杂的水文地质环境 |
| 2.4.2 复杂的融区水热环境 |
| 2.4.3 复杂的工程建设环境 |
| 2.4.4 复杂水热环境成因综合分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 共玉高速冻土沼泽区路基变形特征 |
| 3.1 路基病害分布特征 |
| 3.1.1 原国道G214路基病害调查 |
| 3.1.2 共玉高速冻土沼泽区路基病害调查 |
| 3.1.3 共玉高速冻土沼泽区路基病害分布特征 |
| 3.2 路基变形影响因素 |
| 3.2.1 水热环境因素 |
| 3.2.2 工程建设因素 |
| 3.3 路基变形特征 |
| 3.3.1 路基变形过程 |
| 3.3.2 路基变形特征 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 共玉高速冻土沼泽区路基变形机理 |
| 4.1 路基冻融特性试验 |
| 4.1.1 路基填料冻融特性试验 |
| 4.1.2 地基土冻融特性试验 |
| 4.1.3 试验结果分析 |
| 4.2 路基变形监测 |
| 4.2.1 监测断面选择原则 |
| 4.2.2 监测断面概况 |
| 4.2.3 路基地温场及变形监测系统 |
| 4.2.4 路基断面地温监测结果 |
| 4.2.5 路基断面变形监测结果 |
| 4.2.6 路基变形监测结果特征分析 |
| 4.3 路基变形机理 |
| 4.3.1 水分迁移 |
| 4.3.2 温度场效应 |
| 4.3.3 冻融循环 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 共玉高速冻土沼泽区路基变形防治措施研究 |
| 5.1 路基变形防治原则 |
| 5.2 路基变形常用防治措施适用性分析 |
| 5.2.1 单一防治措施 |
| 5.2.2 复合防治措施 |
| 5.3 路基变形综合防治措施数值模拟研究 |
| 5.3.1 数值模拟软件介绍 |
| 5.3.2 数值模拟理论基础 |
| 5.3.3 数值计算模型 |
| 5.3.4 边界条件设定 |
| 5.3.5 模型计算参数 |
| 5.3.6 数值模拟结果分析 |
| 5.3.7 不同防治方案效果对比 |
| 5.4 共玉高速冻土沼泽区路基病害防治实例 |
| 5.4.1 醉马滩冻土沼泽区 |
| 5.4.2 长石头山冻土沼泽区 |
| 5.4.3 巴颜喀拉山冻土沼泽区 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得学术成果 |
（4）寒区油页岩废渣—粉煤灰土路基的水—水汽—热—力（HVTM）耦合数值模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景 |
| 1.2 研究意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 寒区冻融循环对土的影响 |
| 1.3.2 寒区路基冻害防治措施 |
| 1.3.3 岩土多场耦合 |
| 1.3.4 存在问题 |
| 1.4 研究内容与技术路线 |
| 1.4.1 主要研究内容 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 第2章 寒区路基水-水汽-热-力(HVTM)耦合数学模型 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 路基土水分场控制方程(非饱和土水-水汽流动方程) |
| 2.2.1 水分场描述基础 |
| 2.2.2 水分场瞬态饱和流 |
| 2.2.3 水分场瞬态非饱和流 |
| 2.2.4 考虑温度场、冻融作用、应力场的渗流微分方程构建 |
| 2.3 路基土温度场控制方程 |
| 2.3.1 温度场描述基础 |
| 2.3.2 温度场方程(导热微分方程式) |
| 2.3.3 考虑水分场、冻融作用、应力场的导热微分方程构建 |
| 2.4 路基土的应力应变控制方程 |
| 2.4.1 饱和土总应力平衡微分方程 |
| 2.4.2 饱和土及非饱和土的土骨架受力分析 |
| 2.4.3 非饱和土的土骨架受力平衡微分方程 |
| 2.4.4 有效应力方程 |
| 2.4.5 土的应力应变关系 |
| 2.4.6 考虑水分场、温度场、冻融作用的应力应变微分方程 |
| 2.5 本构关系 |
| 2.5.1 水力特性 |
| 2.5.2 土冻结特征 |
| 2.5.3 土体的力学特征 |
| 2.6 定解条件 |
| 2.6.1 初始条件 |
| 2.6.2 边界条件 |
| 2.7 路基土水-水汽-热-力耦合数学模型 |
| 2.8 本章小结 |
| 第3章 油页岩废渣-粉煤灰土(改良土)的传热参数计算模型 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 油页岩废渣-粉煤灰土原材料的物理化学性质 |
| 3.2.1 原材料来源及基本物理性能 |
| 3.2.2 原材料的颗粒分析 |
| 3.2.3 原材料的液塑限指标 |
| 3.2.4 原材料的化学组成 |
| 3.2.5 原材料的微观结构 |
| 3.3 油页岩废渣-粉煤灰土的混合料制备及传热参数测试方法 |
| 3.3.1 油页岩废渣-粉煤灰土的配合比 |
| 3.3.2 油页岩废渣-粉煤灰土混合的前处理 |
| 3.3.3 油页岩废渣-粉煤灰土的试样制备 |
| 3.3.4 油页岩废渣-粉煤灰土的传热参数测试 |
| 3.4 油页岩废渣-粉煤灰土及粉质黏土的传热参数测试结果 |
| 3.4.1 油页岩废渣-粉煤灰土及粉质黏土的导热系数 |
| 3.4.2 油页岩废渣-粉煤灰土及粉质黏土的比热容 |
| 3.5 油页岩废渣-粉煤灰土与粉质黏土传热参数的计算函数 |
| 3.5.1 油页岩废渣-粉煤灰土与粉质黏土比热容的计算函数 |
| 3.5.2 油页岩废渣-粉煤灰土与粉质黏土的导热系数计算函数 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 油页岩废渣-粉煤灰土导热系数变化机理分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 试验样品及方案 |
| 4.3 微观结构变化分析 |
| 4.3.1 微观结构测试方法 |
| 4.3.2 冻融循环后改良土微观结构的变化 |
| 4.4 细观结构变化分析 |
| 4.4.1 细观结构测试方法 |
| 4.4.2 冻融循环后改良土的细观结构变化 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 油页岩废渣-粉煤灰土的水-热-力耦合及水汽迁移试验 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 试验设备 |
| 5.2.1 室内非饱和土水-热-力耦合试验装置 |
| 5.2.2 室外非饱和土水-热-力耦合试验坑 |
| 5.2.3 非饱和土水汽迁移试验装置 |
| 5.3 试验方案 |
| 5.3.1 室内非饱和土水-热-力耦合试验方案 |
| 5.3.2 室外非饱和土水-热-力耦合试验方案 |
| 5.3.3 非饱和土水汽迁移试验方案 |
| 5.4 试验土样制备 |
| 5.4.1 室内非饱和土水-热-力-耦合试验土样制备 |
| 5.4.2 室外非饱和土水-热-力耦合试验土样制备 |
| 5.4.3 非饱和土水汽迁移试验土样制备 |
| 5.5 试验步骤 |
| 5.5.1 非饱和土水-热-力耦合试验步骤 |
| 5.5.2 非饱和土水汽迁移试验步骤 |
| 5.6 试验数据分析 |
| 5.6.1 室内非饱和土水-热-力耦合试验数据分析 |
| 5.6.2 室外非饱和土水-热-力耦合试验数据分析 |
| 5.6.3 非饱和土水汽迁移试验数据分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 寒区路基水-水汽-热-力耦合数学模型验证 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 COMSOL Multiphysics简介 |
| 6.3 COMSOL Multiphysics的 PDE接口及求解 |
| 6.3.1 COMSOL Multiphysics的 PDE接口 |
| 6.3.2 COMSOL Multiphysics的 PDE求解 |
| 6.4 室外非饱和土水-热-力耦合试验数据验证建模 |
| 6.4.1 前处理 |
| 6.4.2 物理场设定 |
| 6.4.3 边界条件 |
| 6.5 室内非饱和土水汽迁移试验数据验证建模 |
| 6.5.1 前处理 |
| 6.5.2 物理场设定 |
| 6.5.3 边界条件 |
| 6.6 模型的验证 |
| 6.6.1 验证数据 |
| 6.6.2 模型求解与试验结果对比 |
| 6.7 本章小结 |
| 第7章 油页岩废渣-粉煤灰土及水-水汽-热-力耦合模型的应用 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 模型初始值的获取 |
| 7.2.1 实际工程介绍 |
| 7.2.2 传感器布设 |
| 7.2.3 数据监测 |
| 7.3 试验路应用改良土的环境影响评价 |
| 7.3.1 采取的试验土样 |
| 7.3.2 测试项目 |
| 7.3.3 环境影响评价 |
| 7.4 试验路应用改良土的水-水汽-热-力耦合数值模拟 |
| 7.4.1 几何模型及材料参数 |
| 7.4.2 边界条件 |
| 7.4.3 初始值及求解条件 |
| 7.4.4 结果分析 |
| 7.5 本章小结 |
| 第8章 结论与展望 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 创新点 |
| 8.3 不足及展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及科研成果 |
| 致谢 |
（5）中俄原油管道周围冻土热状况演化规律及块石管堤应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景和意义 |
| 1.1.1 中俄原油管道工程概况 |
| 1.1.2 中俄原油管道沿线工程病害 |
| 1.1.3 研究目标及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 多年冻土区输油管道工程 |
| 1.2.2 管-土热相互作用研究进展 |
| 1.2.3 模型试验研究进展 |
| 1.3 主要研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 研究方法和路线 |
| 第二章 室内模型试验 |
| 2.1 室内模型试验装置 |
| 2.2 模型试验方案 |
| 2.2.1 常规埋地式管道监测断面布设方案 |
| 2.2.2 块石管堤架设式管道监测断面布设方案 |
| 2.3 试验土基本物理性质与土体装填过程 |
| 2.4 数据采集 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 管道周边冻土热状况试验结果分析 |
| 3.1 埋地式输油管道试验结果分析 |
| 3.1.1 埋地式管道周边冻土温度变化分析 |
| 3.1.2 埋地式管道周边冻土未冻水含量变化分析 |
| 3.1.3 埋地式管道地表沉降量变化分析 |
| 3.2 块石管堤架设式输油管道试验结果分析 |
| 3.2.1 管堤底部冻土温度变化分析 |
| 3.2.2 管堤底部冻土未冻水含量变化分析 |
| 3.2.3 块石管堤架设式管道地表沉降量变化分析 |
| 3.3 常规埋地式-块石管堤架设式管道差异性分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 埋地式管道长期热状况演化规律分析 |
| 4.1 数值模型和边界条件 |
| 4.1.1 物理模型 |
| 4.1.2 数学模型 |
| 4.1.3 边界条件 |
| 4.1.4 初始温度场 |
| 4.1.5 有限元分析系统验证 |
| 4.2 埋地式管道数值模拟结果分析 |
| 4.2.1 管道周边融化圈发展过程 |
| 4.2.2 管底土体升温过程分析 |
| 4.2.3 人为冻土上限变化分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 块石管堤架设管道长期热状况演化规律分析 |
| 5.1 数值模型和边界条件 |
| 5.1.1 物理模型 |
| 5.1.2 数学模型 |
| 5.1.3 边界条件 |
| 5.1.4 初始温度场 |
| 5.2 块石管堤架设输油管道数值模拟结果分析 |
| 5.2.1 暖季融化圈发展过程 |
| 5.2.2 管堤底部不同深度处土体升温规律分析 |
| 5.2.3 管堤底部人为冻土上限变化分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 主要结论 |
| 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 A 期间所发表的学术论文目录 |
（6）冻融作用下渗排水土工格栅路基水热变化实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究目的意义和选题依据 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 冻土路基保温措施研究现状 |
| 1.2.2 冻土路基通风措施研究现状 |
| 1.2.3 冻土通风路基的工作机理和理论研究现状 |
| 1.2.4 冻土路基水热迁移研究现状 |
| 1.3 本文研究的作用和意义 |
| 1.4 本文研究的主要内容 |
| 1.5 本文研究的技术路线 |
| 2 渗排水格栅用土水热参数确定及其数值计算 |
| 2.1 冻土物理性质 |
| 2.1.1 冻土物质组成与持水性 |
| 2.1.2 冻土含水量及影响因素 |
| 2.1.3 土水势 |
| 2.2 土热交换系数 |
| 2.2.1 比热容测定 |
| 2.2.2 土导热系数 |
| 2.2.3 土导温系数 |
| 2.2.4 相变热 |
| 2.3 土质交换系数 |
| 2.3.1 土微分水容量 |
| 2.3.2 土导湿系数 |
| 2.3.3 土水分扩散系数 |
| 2.3.4 土热交换系数与质交换系数的对应性 |
| 2.4 实验用土水热参数计算 |
| 2.5 实验土体模型的水热数值求解 |
| 2.5.1 实验土体模型的热传导分析 |
| 2.5.2 实验土体的水分迁移数值分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 第一次渗排水土工格栅水热室内实验研究 |
| 3.1 渗排水土工格栅的技术简介 |
| 3.2 小型室内实验用土的理化性能 |
| 3.2.1 实验用土的基本物理参数 |
| 3.2.2 实验用土毛细上升高度测定 |
| 3.2.3 实验用土的渗透系数 |
| 3.3 正温调节含水率初次室内实验 |
| 3.4 第一次渗排水土工格栅室内实验方案设计和结果分析 |
| 3.4.1 第一阶段冻融实验方案设计 |
| 3.4.2 温度变化规律分析 |
| 3.4.3 含水率变化规律分析 |
| 3.5 第二阶段室内实验 |
| 3.5.1 实验方案 |
| 3.5.2 温度变化规律分析 |
| 3.5.3 含水率变化规律分析 |
| 3.6 实验结论分析 |
| 3.7 渗排水格栅阻断毛细水性能实验 |
| 3.7.1 实验方案设计 |
| 3.7.2 含水率数据分析 |
| 3.8 本章小结 |
| 4 渗排水土工格栅足尺模型室内实验研究 |
| 4.1 实验准备工作 |
| 4.1.1 渗排水土工格栅设计与制作 |
| 4.1.2 第二次实验用土参数检测与制冷采集设备介绍 |
| 4.1.3 足尺模型实验方案 |
| 4.2 足尺模型实验数据分析 |
| 4.2.1 调温效果分析 |
| 4.2.2 含水率变化分析 |
| 4.3 改变边界条件的渗排水土工格栅的室内模型实验 |
| 4.3.1 实验方案设计 |
| 4.3.2 降温效果分析 |
| 4.3.3 含水率变化分析 |
| 4.3.4 改变融化条件后的含水率分析 |
| 4.4 结合实验数据推断季节性冻土地区渗排水土工格栅路基的作用 |
| 4.4.1 路基冻胀机理分析 |
| 4.4.2 路基融沉与翻浆机理 |
| 4.4.3 渗排水土工格栅工程作用的预测分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 渗排水格栅构形尺度效应室内实验及机理分析 |
| 5.1 实验方案设计 |
| 5.1.1 渗排水格栅管设计与实验用土指标 |
| 5.1.2 模型试件构型和传感器布设 |
| 5.1.3 实验温控方案 |
| 5.2 实验结果分析 |
| 5.2.1 温度数据分析 |
| 5.2.2 含水率数据分析 |
| 5.2.3 渗排水土工格栅构型效果分析 |
| 5.3 渗排水格栅排水机理分析 |
| 5.3.1 冻土水分迁移机理 |
| 5.3.2 渗排水土工格栅水分迁移机理 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 渗排水土工格栅的水热耦合数值模拟 |
| 6.1 数值模拟技术介绍 |
| 6.2 室内模型实验温度数值模拟分析 |
| 6.2.1 有限元分析软件选择使用 |
| 6.2.2 降温温度数值模拟分析 |
| 6.3 升温含水率变化数值模拟分析 |
| 6.4 室内实验模型优化分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
| 附件 |
（7）碎石填充层在多年冻土区跑道建设中的应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 冻土温度场研究现状 |
| 1.2.2 碎石降温试验研究 |
| 1.2.3 碎石降温数值模拟研究 |
| 1.2.4 冻土区主要工程措施 |
| 1.3 本文研究的主要内容 |
| 1.4 技术路线 |
| 第二章 碎石层室内降温试验 |
| 2.1 室内模式试验设计 |
| 2.1.1 室内试验设备 |
| 2.1.2 试验模型参数 |
| 2.1.3 试验过程设计 |
| 2.2 室内试验结果对比 |
| 2.2.1 结果比对 |
| 2.2.2 结果分析 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 多年冻土区含碎石层跑道温度场的建立 |
| 3.1 碎石层降温机理及影响因素 |
| 3.1.1 碎石层降温机理 |
| 3.1.2 碎石层降温影响因素 |
| 3.2 冻土区温度场基本理论 |
| 3.2.1 一般非稳态温度场的控制方程 |
| 3.2.2 含相变的非稳态温度场的控制方程 |
| 3.2.3 热学边界条件 |
| 3.3 多年冻土区跑道温度场有限元模型建立 |
| 3.3.1 有限元模型区域 |
| 3.3.2 材料热学参数 |
| 3.3.3 碎石热物理参数 |
| 3.3.4 附面层理论 |
| 3.3.5 热学边界条件 |
| 3.4 无降温措施跑道土基温度变化规律 |
| 3.4.1 天然土基温度变化规律 |
| 3.4.2 铺设道面板土基温度变化规律 |
| 3.5 冻土退化状况分析 |
| 3.5.1 土基地温随时间变化分析 |
| 3.5.2 冻土上限下降对比分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 多年冻土区含碎石层跑道的数值模拟 |
| 4.1 碎石粒径对跑道温度场的影响 |
| 4.1.1 碎石跑道模型的建立 |
| 4.1.2 模拟结果分析 |
| 4.1.3 碎石粒径的选取 |
| 4.2 碎石层厚度对跑道温度场的影响 |
| 4.2.1 碎石跑道模型的建立 |
| 4.2.2 模拟结果分析 |
| 4.2.3 碎石层厚度的选取 |
| 4.3 碎石层填充位置对温度场的影响 |
| 4.3.1 碎石层厚2m不同铺设位置的温度场 |
| 4.3.2 碎石层厚2.5m不同铺设位置的温度场 |
| 4.3.3 碎石层厚3m不同铺设位置的温度场 |
| 4.4 组合措施降温效果研究 |
| 4.4.1 组合措施跑道模型的建立 |
| 4.4.2 组合措施跑道模拟分析 |
| 4.5 碎石层降温指标的讨论 |
| 4.5.1 碎石层降温绝对值 |
| 4.5.2 碎石层降温率 |
| 4.5.3 外界环境温度对碎石层降温率的影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（8）大戛高速公路水敏性软岩高填方路基稳定性及其控制研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 软岩研究现状 |
| 1.2.2 降雨入渗作用下路基稳定性研究现状 |
| 1.2.3 Green-Ampt入渗模型研究现状 |
| 1.2.4 路基稳定性评价方法研究现状 |
| 1.2.5 土工格栅研究现状 |
| 1.2.6 目前研究存在的问题 |
| 1.3 本文的主要研究内容及研究方法 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 研究方法 |
| 1.3.3 技术路线 |
| 2 大戛高速沿线工程地质概况 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 大戛高速沿线自然地理特征 |
| 2.2.1 地形地貌 |
| 2.2.2 气象及水文特征 |
| 2.3 大戛高速沿线工程地质概况 |
| 2.3.1 地层岩性 |
| 2.3.2 地质构造 |
| 2.3.3 新构造运动、地震 |
| 2.3.4 工程地质条件 |
| 2.3.5 水文地质条件 |
| 2.3.6 不良地质现象 |
| 2.4 大戛高速水敏性软岩高填方试验段工程概况 |
| 2.4.1 大戛高速水敏性软岩高填方路基工程 |
| 2.4.2 ZK36+900～ZK36+970试验段路基工程 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 水敏性软岩工程性能试验研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 水敏性软岩矿物成分分析 |
| 3.3 干湿循环作用下水敏性软岩水敏性试验研究 |
| 3.3.1 干湿循环作用下耐崩解性指数分析 |
| 3.3.2 干湿循环作用下单轴抗压强度分析 |
| 3.3.3 干湿循环作用下软化系数分析 |
| 3.4 水敏性软岩填料基本工程性能试验研究 |
| 3.5 干湿循环作用下水敏性软岩填料压缩性试验研究 |
| 3.5.1 干湿循环作用下水敏性软岩填料的压缩性试验 |
| 3.5.2 干湿循环作用下水敏性软岩填料压缩系数的变化规律 |
| 3.5.3 干湿循环作用下水敏性软岩填料压缩模量的变化规律 |
| 3.6 干湿循环作用下水敏性软岩填料抗剪强度试验研究 |
| 3.6.1 干湿循环作用下水敏性软岩填料的抗剪强度试验 |
| 3.6.2 干湿循环作用下水敏性软岩填料抗剪强度的变化规律 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 基于GeoStudio的路基稳定性评价理论研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 非饱和土的入渗特性 |
| 4.2.1 饱和—非饱和理论 |
| 4.2.2 降雨入渗机理 |
| 4.2.3 Green-Ampt入渗模型 |
| 4.3 水敏性软岩路基稳定性评价方法 |
| 4.3.1 极限平衡法 |
| 4.3.2 非饱和土的极限平衡法 |
| 4.4 基于GeoStudio的水敏性软岩高填方路基有限元模型 |
| 4.4.1 GeoStudio软件有限元基本原理 |
| 4.4.2 本构模型 |
| 4.4.3 边界条件 |
| 4.4.4 计算参数 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 降雨入渗作用下水敏性软岩高填方路基稳定性分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 降雨入渗作用下水敏性软岩高填方路基的渗流特性 |
| 5.2.1 降雨入渗作用下体积含水率的变化规律 |
| 5.2.2 降雨入渗作用下孔压的变化规律 |
| 5.3 降雨入渗作用下水敏性软岩高填方路基的稳定性分析 |
| 5.4 降雨入渗作用下水敏性软岩高填方路基概化湿润峰的确定 |
| 5.5 考虑湿润峰折减区的路基长期稳定性分析 |
| 5.5.1 路基不同位置滑动面的长期稳定性分析 |
| 5.5.2 路基不同位置滑动面的最小稳定性系数 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 水敏性软岩高填方路基稳定性控制措施研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 土工格栅加筋法 |
| 6.2.1 土工格栅加筋机理 |
| 6.2.2 土工格栅的铺设方式 |
| 6.3 上覆荷载对土工格栅加筋层控制效果的影响分析 |
| 6.3.1 上覆荷载对加筋效果的影响机理 |
| 6.3.2 上覆荷载对不同滑动面加筋效果的影响分析 |
| 6.4 铺设方式对土工格栅加筋层控制效果的影响分析 |
| 6.4.1 竖向间距对加筋效果的影响分析 |
| 6.4.2 铺设长度对加筋效果的影响分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 主要成果与结论 |
| 7.2 进一步研究的建议和展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（9）G214国道多年冻土路基地温特性及路基保护措施研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 引言 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 多年冻土路基温度场研究现状 |
| 1.2.2 多年冻土路基工程保护措施研究现状 |
| 1.3 研究存在的不足 |
| 1.4 研究内容与技术路线 |
| 1.4.1 研究内容及方法 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 2 G214国道的工程条件及热稳定性影响因素 |
| 2.1 G214沿线多年冻土分布及分类 |
| 2.1.1 G214沿线多年冻土分布 |
| 2.1.2 G214沿线多年冻土地温分区 |
| 2.2 G214多年冻土热稳定性影响因素分析与调查 |
| 2.2.1 自然气候环境 |
| 2.2.2 工程地质条件 |
| 2.2.3 路基设计参数 |
| 2.3 小结 |
| 3 无保护措施多年冻土路基地温特性 |
| 3.1 多年冻土路基水热耦合计算模型的建立 |
| 3.1.1 构建控制方程 |
| 3.1.2 建立有限元模型 |
| 3.1.3 边界条件和初始值 |
| 3.1.4 计算结果验证 |
| 3.2 多年冻土路基温度场年周期内的变化 |
| 3.3 多年冻土路基温度场逐年变化 |
| 3.4 路基高度对多年冻土路基温度场的影响 |
| 3.4.1 不同路基高度下地温与深度的关系 |
| 3.4.2 不同路基高度下的最大融化深度 |
| 3.4.3 路基合理高度的确定 |
| 3.5 路基宽度对多年冻土路基温度场的影响 |
| 3.5.1 不同路基宽度下地温与深度的关系 |
| 3.5.2 不同路基宽度下的最大融化深度 |
| 3.6 路基坡度对多年冻土路基温度场的影响 |
| 3.6.1 不同路基坡度下地温与深度的关系 |
| 3.6.2 不同路基坡度下的最大融化深度 |
| 3.7 小结 |
| 4 多年冻土区不同结构路基地温监测研究 |
| 4.1 监测数据来源 |
| 4.2 监测断面概况 |
| 4.3 地温研究成果 |
| 4.3.1 地温与深度的关系 |
| 4.3.2 浅层地温变化特性 |
| 4.3.3 一年内的温度变化 |
| 4.3.4 温度包络线分析 |
| 4.4 小结 |
| 5 块石、通风管路基水热及变形效应研究 |
| 5.1 块石、通风管路基水热耦合模型的建立 |
| 5.1.1 构建控制方程 |
| 5.1.2 建立有限元模型 |
| 5.1.3 边界条件及初始值 |
| 5.1.4 计算结果验证 |
| 5.2 多年冻土区不同结构路基的温度场 |
| 5.2.1 年周期内的温度场 |
| 5.2.2 不同年份的温度场 |
| 5.2.3 最大融化深度 |
| 5.3 多年冻土区不同结构路基的水分场 |
| 5.3.1 普通路基的水分场 |
| 5.3.2 通风管路基水分场 |
| 5.3.3 块石路基水分场 |
| 5.4 多年冻土区不同结构路基的位移场 |
| 5.4.1 建模过程 |
| 5.4.2 一年内最大冻融变形 |
| 5.4.3 路肩20年内的变形 |
| 5.5 小结 |
| 6 块石、通风管路基降温机理及不同工况模拟 |
| 6.1 块石、通风管降温机理 |
| 6.2 块石层空气自然对流效应研究 |
| 6.2.1 温度等值线与空气流线 |
| 6.2.2 空气流速 |
| 6.2.3 空气流速均值随时间的变化 |
| 6.3 块石路基不同工况模拟 |
| 6.3.1 不同厚度下的地温 |
| 6.3.2 不同粒径下的地温 |
| 6.4 有无控制门的通风管路基模拟 |
| 6.4.1 路基中心处的地温 |
| 6.4.2 路肩处的地温 |
| 6.4.3 坡脚处的地温 |
| 6.5 小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 不足与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历、科研成果及参与项目 |
| 学位论文数据集 |
（10）基于温度变化下永冻土地区飞机跑道承载力研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 本文研究的主要内容 |
| 1.4 技术路线 |
| 第二章 多年冻土区跑道承载力影响因素研究 |
| 2.1 东北多年冻土主要特征 |
| 2.1.1 多年冻土定义 |
| 2.1.2 东北高纬度多年冻土分布状况 |
| 2.2 多年冻土内在影响因素 |
| 2.3 多年冻土区外部气候影响因素 |
| 2.4 道基工程技术影响因素 |
| 2.5 道基保护措施影响因素 |
| 2.6 飞机荷载作用影响因素 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 多年冻土区机场跑道温度场研究 |
| 3.1 开挖换填深度选择 |
| 3.2 道基温度场基本理论 |
| 3.2.1 非稳态温度场的控制方程 |
| 3.2.2 伴有相变的非稳态温度场的控制方程 |
| 3.2.3 温度场边界条件 |
| 3.3 多年冻土区跑道温度场有限元模型建立 |
| 3.3.1 有限元模型区域 |
| 3.3.2 材料热物理参数 |
| 3.3.3 热学边界条件 |
| 3.4 换填深度对跑道温度场影响分析 |
| 3.4.1 不铺设保温板情况分析 |
| 3.4.2 铺设保温板情况分析 |
| 3.5 保温板对跑道温度场影响分析 |
| 3.5.1 保温板厚度对跑道温度场影响分析 |
| 3.5.2 保温板铺设位置对跑道温度场影响分析 |
| 3.6 块石层对跑道温度场影响分析 |
| 3.7 全球气温变暖对跑道温度场影响分析 |
| 3.8 年均气温对跑道温度场影响分析 |
| 3.9 本章小结 |
| 第四章 多年冻土区机场跑道位移场研究 |
| 4.1 本构模型理论 |
| 4.1.1 线弹性模型 |
| 4.1.2 扩展的D-P模型 |
| 4.1.3 摩尔-库伦本构模型 |
| 4.1.4 D-P模型与M-C模型的参数转化 |
| 4.2 多年冻土区跑道位移场有限元模型建立 |
| 4.2.1 多年冻土温度-力学模型 |
| 4.2.2 跑道有限元模型区域 |
| 4.2.3 道面各结构层参数 |
| 4.2.4 荷载与边界条件 |
| 4.3 换填深度对多年冻土区跑道位移场影响 |
| 4.4 保温板对多年冻土区跑道位移场影响 |
| 4.4.1 保温板厚度对多年冻土区跑道位移场影响 |
| 4.4.2 保温板铺设位置对多年冻土区跑道位移场影响 |
| 4.5 块石层对多年冻土区跑道位移场影响 |
| 4.6 全球气温变暖对多年冻土区跑道位移场影响 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 多年冻土区机场跑道承载力研究 |
| 5.1 位移等效理论 |
| 5.2 普通土基跑道有限元模型 |
| 5.2.1 建立普通土基跑道有限元模型 |
| 5.2.2 计算结果分析 |
| 5.3 模量关系的转化 |
| 5.4 东北某多年冻土地区机场跑道承载力计算 |
| 5.5 不同地区多年冻土跑道承载力计算 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
四、块石层对其下部路基土体温度的影响（论文参考文献）
- [1]碎石桩群对冻土沼泽公路地基水热状况与变形影响研究[D]. 杨韬. 东北林业大学, 2021(08)
- [2]青藏高原气候转暖与冻土工程的关系[J]. 吴青柏,张中琼,刘戈. 工程地质学报, 2021(02)
- [3]复杂水热环境下共玉高速冻土沼泽区路基变形及其防治研究[D]. 张传峰. 成都理工大学, 2020(04)
- [4]寒区油页岩废渣—粉煤灰土路基的水—水汽—热—力（HVTM）耦合数值模拟研究[D]. 李清林. 吉林大学, 2020(08)
- [5]中俄原油管道周围冻土热状况演化规律及块石管堤应用研究[D]. 宋正民. 兰州理工大学, 2020(12)
- [6]冻融作用下渗排水土工格栅路基水热变化实验研究[D]. 王玉琢. 东北林业大学, 2019(01)
- [7]碎石填充层在多年冻土区跑道建设中的应用研究[D]. 段书珩. 中国民航大学, 2019(02)
- [8]大戛高速公路水敏性软岩高填方路基稳定性及其控制研究[D]. 高博. 北京交通大学, 2019(01)
- [9]G214国道多年冻土路基地温特性及路基保护措施研究[D]. 赵舒扬. 北京交通大学, 2018(12)
- [10]基于温度变化下永冻土地区飞机跑道承载力研究[D]. 侯德森. 中国民航大学, 2017(01)