川藏高速公路沿线温度变化规律与斜坡温度场-变形分析

四川藏区地处青藏高原东缘,该区域山峰大部分处于高海拔甚至超高海拔区。为研究该区拟建的川藏高速公路沿线区域的温度变化规律,通过获取的沿线气象站温度数据以及典型斜坡工点气温、地温的现场实时监测数据,分析了研究区内年平均气温、年最低温度的变化规律以及斜坡浅表层地温与气温之间的关系。利用FLAC~(3D)有限元分析软件对典型斜坡工点开展了热、力耦合作用研究。通过模拟在不同的温度场作用下,斜坡内部温度场、应力应变场以及冻胀变形等特征,分析了斜坡浅表层温度变化对斜坡变形的作用机制。结果表明:影响大气温度的最显著因素是海拔高度,在纬度与经度相同的情况下,海拔每上升100 m,年平均气温约下降0.579～0.613℃,年最低气温与海拔高度的线性相关性系数达到0.906 91;典型斜坡工点的浅表层温度主要受大气温度影响,呈现周期性变化,温度变化周期为24 h,温度变幅最大可达21.2℃,影响深度范围最深约50 cm;外界温度对斜坡岩体的影响范围主要分布在斜坡浅表层部位,深部岩层受低温的影响很小。斜坡浅表层岩体在低温时产生的压应力表现为向内侧位移,而高温时为拉应力表现为外侧位移,若长期处于大温差、强冻融循环的环境下,最终斜坡将会发生失稳破坏。