高山多年冻土地区路基冻胀融沉机理及稳定性评价

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道路的稳定取决于路基的稳定性,冻土的工程性质直接影响高山冻土区路基的稳定性,而水分、温度对路基稳定性有着直接的影响。本文以G219(新疆)段为依托,通过资料收集与归纳,分析了高山多年冻土地区路基病害类型;进行室内土柱试验,分析了水分、温度对冻胀融沉的影响;结合高山冻土地区特殊路段路基的现场资料,分析了高山冻土地区路基温度、湿度以及变形的变化特性;基于层次分析法从自然环境因素、设计因素以及冻土因素三个方面对路基稳定性进行模糊综合评价。本文取得如下研究成果:1)采用现场调研以及搜集资料等方法,对G219(新疆)段自然环境以及路基病害类型进行了调查与分析,得出冻胀与融沉是高山多年冻土地区路基最主要的病害类型。2)进行室内土柱试验,监测土体冻胀与融沉过程中温度、水分以及变形的变化过程,分析了冻胀与融沉过程中水分、温度和变形的变化规律:冻结过程按照冻结速率划分为快速冻结、冻结过渡和稳定冻结三个阶段;冻胀变形划分为冻胀变形缓慢阶段、冻胀变形快速发展阶段和冻胀变形稳定阶段三个阶段;融化变形划分为快速变形阶段、慢速变形阶段和稳定阶段三个阶段;在经历了一个冻融循环后,土体孔隙率增大,土体变形呈增长趋势。3)以G219线为依托,选择典型冻土路段的四种不同路基形式,即普通路基、片石路基、热棒路基以及通风管路基,通过埋设水分、温度以及变形传感器,分析了路基内部水分场、温度场以及变形场的变化特性。4)从自然环境、设计因素和冻土因素三方面分析了诱发G219公路路基病害形成的致灾因子;提出了新疆高山冻土区路基危险度模糊综合评价体系;基于层次分析法及模糊综合评价方法,考虑新藏公路实际情况,建立了高山冻土地区路基稳定性的模糊综合评价模型,并通过实例证明了所建立评价模型的正确性。
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