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冻融失稳破坏是高原多年冻土地区公路边坡一种常见的病害,在长期往复的冻融循环作用下,边坡土体抗剪参数强度降低,其稳定性也随之变差,对于百年大计的公路工程,公路边坡的长期稳定性是确保其正常服役的重要因素。本文以西藏那曲地区的一级公路为依托,研究成果可为多年冻土地区公路后期养护工作提供一定工程参考和借鉴意义。
本文通过模拟多年冻土区公路边坡的温度场得出融化期的融化深度,以此为基础研究了冻融循环作用下公路边坡的安全系数变化规律。研究了长期冻融循环作用下公路边坡安全系数变化规律,预测了50年后公路边坡的稳定性情况。研究了含水率、路基高度等因素对融化期公路边坡稳定性的影响,得出相应的影响规律。主要研究内容及成果如下:
1.采用FLAC3D软件对公路边坡的融化期和冻结期的温度场进行模拟,得出融化期各月份下的融化深度。根据所得融化深度,建立模型对边坡的融化区和冻结区进行分区计算,得出了在一个冻融循环周期内边坡稳定性安全系数变化的规律,确定了边坡稳定性最不利月份。
2.研究了长期冻融循环作用对边坡稳定性安全系数的影响。基于之前学者对多年冻土地区的边坡土体在长期冻融循环作用下抗剪强度参数影响规律的研究,结合本文实际工况,建模计算了该公路边坡在长期冻融循环作用下安全系数的变化。采用MATLAB软件拟合了边坡安全系数随冻融循环次数变化的经验公式,预测了该公路在50年后的边坡稳定性安全系数。结果表明公路边坡安全系数在长期冻融循环作用下减小,有失稳破坏的可能性。
3.研究了在融化过程中,路基填土初始含水率、路基高度对多年冻土地区公路边坡稳定性影响。研究路基填土初始含水率对土体抗剪强度参数的影响规律,对不同初始含水率下公路边坡的安全系数进行计算;通过计算不同路基高度下边坡温度场,得出相应融化深度,进而计算各路基高度下边坡的安全系数。得出路基填土初始含水率、路基高度与边坡安全系数的关系。结果显示,路基高度对边坡安全系数的影响最大,在养护过程中应着重对路基高度较高段进行整治。
本文通过模拟多年冻土区公路边坡的温度场得出融化期的融化深度,以此为基础研究了冻融循环作用下公路边坡的安全系数变化规律。研究了长期冻融循环作用下公路边坡安全系数变化规律,预测了50年后公路边坡的稳定性情况。研究了含水率、路基高度等因素对融化期公路边坡稳定性的影响,得出相应的影响规律。主要研究内容及成果如下:
1.采用FLAC3D软件对公路边坡的融化期和冻结期的温度场进行模拟,得出融化期各月份下的融化深度。根据所得融化深度,建立模型对边坡的融化区和冻结区进行分区计算,得出了在一个冻融循环周期内边坡稳定性安全系数变化的规律,确定了边坡稳定性最不利月份。
2.研究了长期冻融循环作用对边坡稳定性安全系数的影响。基于之前学者对多年冻土地区的边坡土体在长期冻融循环作用下抗剪强度参数影响规律的研究,结合本文实际工况,建模计算了该公路边坡在长期冻融循环作用下安全系数的变化。采用MATLAB软件拟合了边坡安全系数随冻融循环次数变化的经验公式,预测了该公路在50年后的边坡稳定性安全系数。结果表明公路边坡安全系数在长期冻融循环作用下减小,有失稳破坏的可能性。
3.研究了在融化过程中,路基填土初始含水率、路基高度对多年冻土地区公路边坡稳定性影响。研究路基填土初始含水率对土体抗剪强度参数的影响规律,对不同初始含水率下公路边坡的安全系数进行计算;通过计算不同路基高度下边坡温度场,得出相应融化深度,进而计算各路基高度下边坡的安全系数。得出路基填土初始含水率、路基高度与边坡安全系数的关系。结果显示,路基高度对边坡安全系数的影响最大,在养护过程中应着重对路基高度较高段进行整治。