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

论文摘要

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。

论文目录

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