青藏铁路填土路基热-力耦合离散元研究

石梁宏，李双洋，尹 楠

（1.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，甘肃兰州730000；2.江苏苏邑设计集团有限公司，江苏南京210041）

0 引言

冻土作为一种特殊土类，与其他岩土体最主要的区别是冻土中有冰的存在，而冰的含量又与外界环境温度息息相关［1-4］，温度的变化会使得冻土的物理性质、力学性质、电学性质、渗透性质以及其他性质呈现动态变化的特性，这些变化关系着冻土强度和变形等力学以及热学等性能的变化，而冻土又在具有海拔高、气压低、辐射强、稳定性差和局地差异强等特点的青藏高原地区广泛分布［5-7］，这势必会使得青藏高原冻土路基工程的热、力稳定性面临更严峻的挑战［8-9］。

为此，可采用不同的路基结构形式或材料，通过调节传导、对流和辐射的传热方式来调控路基温度场，并且在冻土路基温度场的长期热稳定性方面有比较多的研究成果［10-12］，较好地解决了青藏铁路建设中可能发生的主要路基病害［13］。而在冻土路基力学变形方面，有限元法、有限差分法、有限体积法等数值计算方法被广泛的应用于冻土路基的热、力学稳定性研究中。其中，王铁行等［14］在土力学弹塑性理论和流变理论的基础上，建立了冻土路基应力及变形的二维数值模型，模拟水、热及土性的动态变化，重点考虑了土性变化情况下土的流变变形和瞬时变形特征；汪双杰等［15］针对青藏公路路基下发育多年冻土融化盘的实际情况，应用ABAQUS有限元分析软件，对冻土路基从修筑到开放交通过程中的路基路面位移及应力进行了分析；……