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寒冷地区路基冻胀的计算模型和方法研究.pdf

第 8卷 第 1期 铁道科学与工程学报 VO1.8 N0.1 2011年 2月 JOURNALOFRAIL\/\A『Y SCIENCEAND ENGINEERING Feb 2Oll 寒冷地区路基冻胀的计算模型和方法研究 李洪升 ,王悦东。,刘增利 (1.大连理工大学 工程力学系,辽宁 大连 116024; 2.大连交通大学 交通运输工程学院,辽宁 大连 116028) 摘 要:从路基冻胀机理出发,把冻胀过程的路基土体划分为3个区段:冻土区,冻结缘区和未冻土区,充分考虑冻结缘区 的桥连作用,把3区段连在一起构成了桥连式冻胀模型。根据各区段的本质特征和主导作用,建立了相应的控制方程,并 用连接条件构成一个完整的求解体系,采用半解析数值法对路基冻胀可进行定量计算。通过 实例计算证明,结果与实例值 吻合较好,说明本文模型和方法是有效的。 关键词:冻土路基;冻胀;桥连模型;计算方法 中图分类号:TU752 文献标志码:A 文章编号 :1672—7029(2011)ol一0034—05 CalculationmodeIofroadbedfrozenfrostonthecoldzone LIHong—sheng ,WANG Yue—dong ,LIU Zeng.1i ‘1.DepartmentofEngineeringMechanics,DalianUniversityofTechnology,Dalian116023,China; 2.SchoolofTraffic&Transportation,DalianJiaotongUniversity,Dalianl16028,China) Abstract:From theroadbedrfeezingexpansionprinciple,therfostheaveprocessofroadbedsoilisclassifiedinto threesections:thefrozenzone,rfeezingmarginzoneandNon~freezezone.Fullconsiderationoflinkfunctionof rfeezingmarginzone,thebridge—linkrfostheavingmodelwasproposedinthispaper.Accordingtothedifferent sectionsoftherole,the controlequations,and connection condition tocomplete solution system wereestab— lished.Byusingthesemi—analyticalnumericalmethod,theroadbedrfeezingexpansioncanbequantitativelycal- culated.Thegoodagreementbetweenthecalculationresultsandobserveddatashow themodelandmethodpro— posedinthispaperarevalid. Keywords:rfozensoilroadbase;rfozenheaven;bridge—linkmodel;computemethod 在寒冷的北方地区,路基工程的冻胀是造成丧 线冷布露车站内有三股道基冻起50mm,使该线停 失稳定性的破坏主要原因之一。冻土路基在冻结 运三年不能使用 ¨J。1990年对青藏公路的冻融破 过程中,产生不均匀的冻胀,导致路面高低不平,失 坏调查统计,其中15.5%为严重破坏,21.1%为一 去平均性,对铁路和高速公路危害最大,轻者给行 般破坏,其余均有轻微破坏 j。如果对冻胀能进 车带来故障,重者造成行车事故。例如,1965年对 行定量分析计算,

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