北黑高速公路地基冻土退化特征及沉降预测

发布时间：2023-09-29 02:59

　　中国东北冻土区地处欧亚大陆冻土区边缘,自20世纪80年代以来年均气温增暖幅度增大,大兴安岭北部和小兴安岭地区尤为显著。在此大背景下,东北多年冻土开始退化,公路建设等人类活动更加速了多年冻土的退化。反过来多年冻土的退化对其上部构筑物的稳定性产生了极其不利的影响,对公路建设而言,路基不均匀沉降、边坡失稳等常有发生。为探究气候变化背景下多年冻土退化对中国东北地区多年冻土赋存状态及对多年冻土区高等级公路路基的影响,以穿越小兴安岭西北段的北黑高速公路加宽扩建工程为依托,以北黑高速公路K161+200-K161+800岛状冻土路段为研究对象,从2009.09到2016.10,通过进行区域地质勘察,地温、路基沉降、地下电阻率、孔隙水压力等参数变化长期观测,分析路基下岛状多年冻土的变化特征和退化过程;结合路基分层沉降数据,了解多年冻土融化、固结排水过程,对多年冻土区路基在施工期和运营期的沉降特征进行分析;结合DSC法检测未冻水含量试验,对黏土在冻融过程中未冻水含量呈现不同变化规律进行分析,并提出黏土冻结和融化过程未冻水含量的计算模型;结合多年冻土路基沉降特征,提出东北多年冻土区路基沉降计算方法并科学预...

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究的目的及意义
    1.2 国内外相关研究现状及发展趋势
        1.2.1 冻土区路基变形研究现状
        1.2.2 固结理论研究现状
        1.2.3 未冻水含量研究现状
    1.3 研究的主要内容
    1.4 研究方法与技术路线
        1.4.1 研究方法
        1.4.2 技术路线
2 研究区气候变化及冻土勘测
    2.1 研究区概况
        2.1.1 研究区地理位置
        2.1.2 气候与气温
        2.1.3 冻融指数变化
    2.2 地质勘察与观测设备布设
    2.3 监测断面高密度电法探查
    2.4 本章小结
3 岛状冻土赋存及退化特征
    3.1 冻土上限变化
    3.2 岛状冻土地温变化
    3.3 岛状冻土退化特征
        3.3.1 路基左坡脚下冻土退化规律
        3.3.2 路基左坡脚外10米处冻土退化规律
    3.4 结果分析与讨论
    3.5 本章小结
4 岛状冻土区路基沉降特征
    4.1 路基沉降监测
        4.1.1 K161+440断面
        4.1.2 K161+450断面
    4.2 路基分层沉降特征
        4.2.1 K161+440分层沉降特征
        4.2.2 K161+450分层沉降特征
    4.3 结果分析与讨论
        4.3.1 施工及运营过程的沉降
        4.3.2 气候对路基沉降影响
        4.3.3 公路工程对多年冻土水热影响
    4.4 本章小结
5 冻融过程未冻水含量计算模型
    5.1 未冻水测试原理与设备
    5.2 试验材料与步骤
    5.3 DSC法测量未冻水准确性验证
    5.4 未冻水计算模型
        5.4.1 融化过程未冻水计算模型
        5.4.2 融化模型验证
        5.4.3 冻结过程未冻水计算模型
        5.4.4 冻结模型验证
        5.4.5 简易测试法
    5.5 结果与分析
    5.6 讨论
    5.7 本章小结
6 冻土退化及路基沉降预测
    6.1 冻土参数
        6.1.1 含水率试验
        6.1.2 比重试验
        6.1.3 密度试验
        6.1.4 冻土融化压缩试验
        6.1.5 试验结果
    6.2 冻土退化预测
        6.2.1 左坡脚下伏冻土退化趋势
        6.2.2 中央分隔带下伏冻土退化趋势
        6.2.3 预测结果
    6.3 路基沉降预测
        6.3.1 多年冻土区路基沉降计算模型
        6.3.2 土中应力计算
        6.3.3 冻土层变形计算
        6.3.4 冻土层上部的土体变形
        6.3.5 冻土层下部的土体变形
    6.4 结果分析与讨论
    6.5 不足与展望
    6.6 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



本文编号：3849153