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季节性冻土地区京哈线山海关至四平段铁路路基冻害分析与研究

作　者: 冯大伟
导　师: 吴光
学　校: 西南交通大学
专　业: 地质工程
关键词: 路基季节性冻土温度场水分迁移车载雷达
分类号: U216.42
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

摘要作者在借鉴前入研究成果的基础上,以京哈线山海关一四平段铁路路基病害为工程背景,对季节性冻土地区冻害进行分析与研究。论文通过季节性冻土地区冻害的形成因素,从温度场为研究契入点,在冻结介绍地表温度概念的基础上,根据地表温度与土体中温度场的关系,进而确定冻结深度以及冻结深度的影响因素。其次,在介绍水分迁移理论的几种解释,土中水的赋存状态,从而阐述水分迁移在冻结过程的作用,对季节性冻害进行分类、形成因素、表现特征,确定冻害的整治措施。最后,借助铁路路基探测雷达实验报告,对道床厚度及路基结构层厚度、路基病害的探测分析、基床的结构形态分析、路基面变形分析、沉降分析、道床污染程度分析、道床和基床含水量分析、基床承载能力和填料性质分析。此课题的研究成果对确定冻害病害的种类,确定整治冻害的方法,综合提升线路质量,提高列车运行速度,为季节性冻土地区的现场整治和设计提供了参考依据。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-11
第一章绪论  11-20
  1.1 课题的研究意义  11-12
  1.2 冻土工程在国内外的研究现状  12-18
    1.2.1 冻土分布概况  12-13
    1.2.2 冻土工程研究进展  13-14
    1.2.3 冻土力学研究现状  14-16
    1.2.4 冻土路基温度场研究现状  16-17
    1.2.5 冻土水分迁移理论的研究现状  17
    1.2.6 冻土温度场、水分场及应力场耦合效应研究现状  17-18
  1.3 研究方法、技术路线、及其可行性研究  18-20
    1.3.1 研究方法  18
    1.3.2 技术路线  18-19
    1.3.3 试验方案及可行性  19-20
第二章季节性冻土地区冻胀和融化特征  20-29
  2.1 土体的冻结和融化温度  20-22
    2.1.1 地表温度  20-21
    2.1.2 地表温度和土体中温度场的关系  21
    2.1.3 土的季节性冻结与融化计算方法  21-22
  2.2 STEPHEN冻深近似解析解  22-24
  2.3 列本庄冻深近似解析解  24
  2.4 NEUMAN近似解析解  24
  2.5 鲁基扬诺夫近似解析  24-25
  2.6 季节冻结深度  25-29
    2.6.1 标准季节冻结深度  25-26
    2.6.2 影响工程地点设计冻结深度的因素  26-28
    2.6.3 设计冻结深度  28-29
第三章铁路路基水分迁移基础及冻害分析  29-34
  3.1 土中水的赋存状态  29
  3.2 季节性冻土水分迁移的理论背景  29-30
  3.3 非饱和土中水分迁移的驱动力  30-31
  3.4 非饱和土中的水分迁移势能  31-34
第四章铁路路基车载雷达检测技术应用  34-62
  4.1 概述  34-35
    4.1.1 车载雷达检测铁路路基的意义  34
    4.1.2 探地雷达在铁路路基上应用的现状  34-35
  4.2 数据处理与资料解释  35-39
  4.3 探测结果分析  39-48
    4.3.1 道床厚度及路基结构层厚度  39-40
    4.3.2 路基病害的探测分析  40-41
    4.3.3 基床的结构形态分析  41-42
    4.3.4 路基面变形分析  42-44
    4.3.5 沉降分析  44-45
    4.3.6 道床污染程度分析  45-46
    4.3.7 道床和基床含水量分析  46-47
    4.3.8 基床承载能力和填料性质分析  47-48
  4.4 车载雷达应用情况  48-56
    4.4.1 冻害路段分析统计  48-51
    4.4.2 道碴厚度及级配碎石层厚度分布  51-55
    4.4.3 结果分析  55-56
  4.5 结论  56-57
  4.6 工程基础资料  57-58
    4.6.1 气候水文资料  57-58
    4.6.2 岩土的物理力学性质  58
  4.7 季冻区铁路路基冻害的形成机理  58-60
    4.7.1 路基病害的分类及特点  58-59
    4.7.2 道床冻害的形成  59
    4.7.3 表层冻害的形成  59-60
    4.7.4 深层冻害的形成  60
  4.8 冻害的防治  60-61
    4.8.1 道床冻害的整治  60
    4.8.2 路基表层冻害的防治  60-61
    4.8.3 路基深层冻害的防治  61
  4.9 路基冻害的注意事项  61-62
结论  62-64
致谢  64-65
参考文献  65-68
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果  68

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