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考虑相变作用的冻土路基应力与变形分析模型

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毛雪松, 李宁, 王秉纲, 胡长顺. 考虑相变作用的冻土路基应力与变形分析模型[J]. 交通运输工程学报, 2007, 7(1): 58-62.
引用本文: 毛雪松, 李宁, 王秉纲, 胡长顺. 考虑相变作用的冻土路基应力与变形分析模型[J]. 交通运输工程学报, 2007, 7(1): 58-62.
Mao Xue-song, Li Ning, Wang Bing-gang, Hu Chang-shun. Analysis model of stress and deformation of permafrost subgrade with phase changing[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2007, 7(1): 58-62.
Citation: Mao Xue-song, Li Ning, Wang Bing-gang, Hu Chang-shun. Analysis model of stress and deformation of permafrost subgrade with phase changing[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2007, 7(1): 58-62.

考虑相变作用的冻土路基应力与变形分析模型

基金项目: 

陕西省自然科学基金项目 2006E209

国家西部交通建设科技项目 200231881203

详细信息
    作者简介:

    毛雪松(1976-), 女, 吉林珲春人, 长安大学副教授, 西安理工大学博士后, 从事冻土路基研究

  • 中图分类号: U270.1

Analysis model of stress and deformation of permafrost subgrade with phase changing

More Information
  • 摘要: 基于冻土路基温度场的控制方程, 考虑水分转化为冰的相变作用对土体瞬时变形和蠕变变形的影响, 建立路基应力和变形的二维数值方程, 并通过1月份的路基冻胀力学模型, 分析冻胀带内水分相变引起的路基应力和变形的分布规律。研究发现, 在冻胀区域一定的情况下, 冻胀率的大小决定了路基表面应力和变形的极值大小; 竖向位移的最大值在坡脚处产生, 并向路基中部和左侧边界逐渐递减; 随着冻胀率的增加, 路基表面裂缝有从坡脚向路中发展的趋势; 路基表面产生最大拉应力的位置与最大竖向位移的位置基本吻合; 路中所承受的拉应力主要发生在水分集聚的相变带范围内。结果表明, 相变作用是引起路基发生冻胀病害的直接因素, 分析路基应力与变形的分布规律是研究多年冻土路基破坏机理的有效方法。

     

  • 图  1  力学模型

    Figure  1.  Mechanics model

    图  2  路基表面竖向位移

    Figure  2.  Vertical deformation of embankment surface

    图  3  路基表面横向位移

    Figure  3.  Lateral deformation of embankment surface

    图  4  路基表面横向冻胀应力

    Figure  4.  Lateral frost-heaving stress of embankment surface

    图  5  路中横向应力随深度的变化

    Figure  5.  Change of lateral stress in middle of embankment with depth

    表  1  蠕变方程中的参数

    Table  1.   Parameters of creep equation

    参数 b n ω σT/MPa T0/℃ v
    拉伸试验 0.44 2.33 1 1.83 -1 10-5
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出版历程
  • 收稿日期:  2006-08-16
  • 刊出日期:  2007-02-25

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