季冻区路基温度湿度远程采集系统的研究

为获取季冻区路基温度场和湿度场的变化规律,实现全天候、自动化、智能化的测试手段,开发出由核心控制器、温度采集单元、湿度采集单元、GPRS通信模块和用户端数据接收软件组成的远程温湿度采集系统,并且对采集系统进行了验证,实现了对季冻区路基温湿度数据的长期、全面、连续采集和24h不间断远程传输。     

季冻区公路基垫层材料与路基强度变化规律探讨

根据室内材料试验，野外现场专用试验路试验结果，提出了我省常用路面基垫层材料与路基强度衰减系数，揭示了路基干湿类型变化。     

季冻区公路路基冻害监测及分析

以国道109线那曲段工程项目为依托,通过监测及数据分析,分析那曲地区公路路基冻害的发育规律,并通过对路基土温度、含水率及冻胀量时程曲线分析,明确了路基土冻胀变形的阶段性变化规律,验证了路基中心位置防冻措施的有效性;坡面走向的阴面(路基右坡脚)受冻害影响更大,该区域类似走向的道路设计中应着重考虑阴阳坡效应.     

高纬度多年冻土区路基温度场规律研究

通过对漠北公路沿线各试验段不同冻土条件、路基高度和工程措施下,路基下多年冻土温度场的变化情况进行研究,分析东北高纬度多年冻土区路基变形的主要原因。分析结果表明:在高纬度多年冻土区修筑路基后,会造成多年冻土上限大幅下移,从而在路基下形成一个较为明显且厚度较大的软弱层,进而引发路基沉陷。东北多年冻土区路基施工时,地表土体可采用砂砾或块石对表层土地进行冲击碾压,在高含冰量路段可采用块石路基,以缓解因下层土体沉陷而引起的路基变形。     

季冻区粉砂土路基水、温变化监测与分析

粉砂土介于细砂土和粉土之间,颗粒组成中黏性颗粒含量较少,用其填筑的路基含水率变化范围较大且与路基温度变化有一定的关系,在负温条件下由于水分的迁移积聚会加剧路基的冻胀。为了研究季冻区粉砂土路基的水、温变化规律及其对路基冻胀的影响,选择典型粉砂土路基,利用自主研发的监测设施对试验段路基水、温变化进行监测和分析,结果表明:路基在冻结过程中,水分在温度梯度的作用下,越往路基上层迁移积聚现象越显著;在路基不同深度处,由于温差和含水率的不同冻结单位厚度(即0.2m)土层所需的时间也有所差异;填方路基由于边坡的存在,距边坡较近处路基土的温度要略高于路中线处路基土的温度,冻融所需时间也短于后者。研究结果进一步了解了粉砂土路基的水、温变化规律及冻融过程,对今后粉砂土路基的施工和冻害防治具有一定的参考和借鉴作用。     

季冻区路基填土冻胀特性试验研究

为研究开放系统下顶端温度对季冻区路基填土冻胀变形特性的影响,以张家口地区的路基填土为研究对象进行单向冻结试验,通过自制冻胀试验机采集大尺寸试样内部的水分、温度和冻胀量数据并分析其变化过程。结果表明:(1)-10℃时对应的冻胀量最大,-5℃次之,-15℃最小;(2)快增状态冻胀率在-10℃时最大,慢增状态和稳态对应的冻胀率随顶端温度的降低有下降的趋势;(3)内部温度沿高度分布逐渐由非线性向线性发展;(4)顶端温度作用对试样内水分分布影响最大深度不超过40 cm。     

季冻区公路路基沉降模型试验研究

季节性冻土地区的公路常发生冻胀病害,需要对路基的设计、施工等进行改进。文中结合213国道朗川段改建工程,通过室内模型试验研究,对季冻土区公路路基隔离层的设置参数进行了分析,并提出了相应的工程措施。     

季冻区浅挖路基水热耦合分析

针对省道224线二道沟兵站109岔口至治多段二级公路水热变化及是否采取工程措施来保证路基稳定的问题,借助COMSOL Multiphysics对典型季节性冻土区浅挖路基、铺设土工格栅及保温板的路基水热力场进行数值模拟,分析路基冻结深度的变化规律和路基冻胀规律,为高寒地区公路路基冻害防治措施设计提供参考.研究表明:浅挖路...     

季冻区城市区域道路路基破坏机理分析

本文通过对哈尔滨城市道路路基土含水量、温度监测,引用稠度作为判定路基稳定性的标准,对于有效揭示季冻区城市道路路基破坏机理提供了较为全面的数据、理论依据。城市道路病害产生因素众多,但根治病害较为困难,往往都是在路面结构层范围内作维护,所以,城市道路建设应首先做强路基,避免路面结构层病害的影响。通过路基温度监测,可直观判断本区最大冻深,各冻结层位路基土温度变化规律,冻结线的引入,直观表述冻融过程稳定冻结期、临界冻结期、稳定融化期、冻融临界期4个阶段路基土冻结规律,揭示了地表以下1.3～1.5m范围内处于最后的冻融临界期,自由水分在期间向该层位聚集,并在多点监测数据中得到证明。季冻区城市道路应加强路基土冻结层的处理工作,应在冻结层范围内填筑透水性材料或在冻结层下设置隔水层,作隔水层以上路基排水设计。     

季冻区路基土回弹模量影响因素分析

通过对黑龙江省内3条试验路段进行路基含水率调查,并选取黏性土、粉质土和砂性土3种有代表性的路基土,采用承载板法对所选土样进行室内回弹模量试验,分析其和含水率、压实度及冻融循环次数之间的关系.结果表明:3条试验路段路基平均含水率均大于最佳含水率;3种土样的回弹模量对含水率变化的敏感性非常大,都随含水率的升高而降低;土样回弹模量随压实度的降低而降低;冻融作用对土样回弹模量有衰减作用,但6次冻融之后,回弹模量值趋于稳定;3种变量对砂性土回弹模量的影响较黏性土和粉性土小.基于以上结论,建议对在用道路的排水设施及时进行检测及养护;在季冻区路面结构设计时,建议选取6次冻融之后的回弹模量作为路基强度设计值.     

季冻区路基边坡的水稳定性影响分析与防治

从岩土的水理性质出发,采用现场调查和理论分析相结合的方法,研究季节性冰冻区公路路基边坡中水的侵蚀机理问题和公路路基边坡溜方的稳定性影响,得出公路路基边坡坡面径流流速的关系公式和季节性冰冻地区公路路基边坡的滑动面平行于路基边坡坡面的结论,通过季节性冰冻地区公路路基边坡的应用实践举例,提出季节冰冻地区公路路基边坡水害的治理措施。     

黄土路基温度场数值分析

基于黄土高原的气候特征及现有文献,提出了模拟黄土高原气候因素的地表温度场数值计算方法,并模拟气温、辐射量、湿度等边界条件,经过对黄土高原边界因素的分析研究,确定了适于黄土高原的模型参数.对西安和延安两地地表温度的计算结果与实测结果的对比分析表明了文内方法的合理性,分析了黄土路基温度场随气候的动态变化,探讨了温度梯度对非饱和黄土路基稳定性的影响,表明外界条件的昼夜变化对路基路面温度的影响不超过30 cm.     

季冻区悬臂式支挡路基温度场和应力场数值分析

路基土体冬季冻结体积膨胀,夏季融化产生沉陷,使路基常有病害发生,严重影响行车安全。L型挡墙作为一种轻型柔性预制支挡结构在适应冻胀融沉交替变形中有较大优势。运用有限元软件模拟季节冻土区悬臂式挡墙路基温度场与应力场分布,得到温度场曲线为一簇S型曲线,得到冻胀力分布规律为沿墙自上而下呈上小下大的三角形分布。     

季冻区路基冻胀置换深度的计算方法

为防止季东区公路路基产生冻胀病害,依据试验和观测结果,分析了路基土冻胀量沿冻深的分布规律。基于路面容许变形值,通过对观测数据的数理统计分析,提出了水泥混凝土和沥青混凝土路面的路基容许冻层厚度计算方法。最后,提出了半经验、半理论的公路路基置换深度计算方法。采用这种方法,简化了路基置换深度的计算过程,可以方便地推荐出不同条件下路基的置换深度。论文研究成果为季冻区公路路基设计及路面冻害的防治提供了理论依据及实用的设计方法。     

季冻区桥台背回填煤矸石温度场变化研究

以七勃公路太河桥台背回填段近1年的温度变化实测数据为基础,开展了对已燃煤矸石作为桥台背回填材料温度场的研究.研究表明:台背回填段不同深度的温度变化随季节变化较为明显,不同深度处的温度相比大气温度存在一定的滞后性.采用温度～深度二次函数数学模型得到已燃煤矸石回填区的最大冻结深度为1.4m,同一横断面处砂砾回填部分冻结深度为1.8m,而当地天然地基冻结深度为1.95 m,说明已燃煤矸石作为季冻区台背填筑材料具有很好的保温性能.将已燃煤矸石作为筑路材料,将有利于降低季节性冻融循环对台背整体强度的损害.     

季冻区黏性土路基冻胀变形控制标准研究

依托绥北(绥化—北安)高速公路,在现场长期观测的基础上,借助有限元分析软件ABAQUS对高含水量黏性土路基冻胀变形进行数值模拟,得到了路面结构层的最大弯拉应力与路基顶面的差异变形率之间的线性关系,提出了基于设计使用寿命的路基冻胀变形控制标准,在标准轴载和超载轴载下路基冻胀产生的差异变形率分别控制在3.07‰、2.27‰,从而保证设计使用寿命内路基和路面结构的安全.     

季冻区沥青路面温度场影响因素分析

为分析温度场对季冻区沥青路面的影响,依托陕北延安的气温数据,采用ABAQUS有限元分析软件对冬季及夏季沥青路面面层结构温度场进行了模拟,研究了面层材料比热、热传导率以及太阳辐射和极端气温对沥青路面温度场的影响。结果表明:随着路面深度的增加,面层结构最高温度出现的时间依次滞后,而最低温度出现的时间无明显滞后;比热越大,温度变化的幅值越小,且上下限均向中间值靠拢;热传导率越小,温度变化的幅值越小,但下限并无明显变化;对于冬季无太阳辐射的情况,路面结构不同深度处的温度均有一定程度的降低,高温时段尤为明显;在温度传递性能上,沥青混合料在高温时传导热量的效应要比低温时强。     

多年冻土区路基温度场特征分析

文章以青藏高原多年冻土区路基实测历史数据为依据,对影响冻土路基稳定性的地温变化进行统计分析,得出一系列地温变化特征结论:温度场随深度的变化特征;路基逐月融化进程;路基人为上限的变化规律;地温场在不同深度随时间的变化规律等。以期为多年冻土区路基设计及施工提供可靠的研究依据。     

季冻区粉砂土冻胀试验及路基冻胀模型

粉砂土的毛细作用较发达,在季冻区冻胀现象较为显著.为进一步了解粉砂土的冻胀规律,对粉砂土试件在不同含水率和压实度条件下进行室内冻胀试验,得出了不同条件下粉砂土的冻胀率,在试验结果的基础上运用数学冻胀模型计算出粉砂土路基的冻胀量.结果表明:路基冻胀量随着含水率、压实度的变化而变化,含水率和压实度是影响路基冻胀的两个主要因...