局部超低温制冷治理多年冻土路基融沉的数值模拟研究

论文摘要

青藏铁路路基在全球升温和人为施工热扰动等不利因素的影响下会出现融沉现象,针对多年冻土地区升温引发的路基融沉问题,提出了采用超低温短时制冷进行工程抢险和维护冻土路基稳定的方法。主要分析短时超低温制冷方法在不同的布管位置(路基和坡脚地层)、布管角度(水平管和倾斜管)、管长度(5 m、7 m)和制冷时间等因素影响下路基温度场、冻土上限和融化盘的变化。研究表明:超低温制冷方法是一种高效治理融沉灾害的抢险施工工法;管长越长冻土交圈时间越短,因为超低温的制冷效率高,可以在短时间内使路基处于负温状态,显著提高承载力;路基水平管的冻结效果好,坡脚处的冻结效果差;冻土上限可以在短时间内最高提升5 m,融化盘面积大大减少甚至可以被消除;路基内最高温度可以降低2℃,路基的最大融化深度可以降低4 m。综上所述,只要施工采取适宜的布管方式就可以在短时间内使整个路基处于负温状态,同时提高路基的承载力,达到很好的工程抢险效果。研究成果对治理多年冻土地区路基病害具有参考价值。

论文目录

• 0 引 言
• 1 局部超低温制冷过程
• 2 数值模拟研究
•   2.1 模型建立
•   2.2 边界条件
•   2.3 结果分析
•     2.3.1 基于温度场等值线图的制冷效果说明
•     2.3.2 不同制冷方法的对比
• 3 结 论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 周恒,王建州,周国庆,陈拓,穆彦虎,潘玉喜

关键词: 高温冻土,路基,超低温制冷,抢险施工,温度场

来源: 水利水电技术 2019年02期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑

专业: 铁路运输

单位: 中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室,中国矿业大学力学与土木工程学院,中国科学院西北生态环境资源研究院冻土工程国家重点实验室,南京江北新区中心区发展有限公司

基金: 国家重点基础研究发展计划(973)项目(2012CB026103),高等学校学科创新引智计划(111)项目(B14021),国家自然科学基金项目(41271096,51104146,51374199)

分类号: U213.1

DOI: 10.13928/j.cnki.wrahe.2019.02.007

页码: 46-52

总页数: 7

文件大小: 2774K

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