多年冻土区公路路基尺度效应理论与方法--详细介绍

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 当前位置:店销书,专著 建筑 建筑 建筑 多年冻土区公路路基尺度效应理论与方法
   
多年冻土区公路路基尺度效应理论与方法
作者:汪双杰
书名:多年冻土区公路路基尺度效应理论与方法
定价:¥ 128 元
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开本: 16K
标准书号: 978-7-03-055020-0
字数(千): 500
页数: 220
出版日期: 2020-6-2
发行号: TU-1613.0101
装帧: 精装
点击热度: 371
最新印刷日期:    
 
编辑推荐
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获奖情况
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图书介绍
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  本书针对多年冻土区高速公路大尺度路基的尺度效应理论与技术问题,应用理论分析、数值计算、室内模型试验、实体工程试验等方法,系统介绍冻土路基上边界条件、尺度效应研究的理论模型和方法、冻土路基的空间效应、冻土路基的时间效应、冻土路基的结构效应、冻土路基能量平衡设计方法、新型大尺度路基稳定技术等内容,最终形成涵盖公路冻土工程理论、设计方法和稳定技术的理论与实践体系。
  本书可供公路工程、铁路工程、冻土工程、岩土力学与工程等领域从事勘察、设计、科研等工作的科技人员,以及高等院校相关专业的教师和研究生学习参考。
 
前言
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  高寒高海拔地区具有气候严寒、低压缺氧、冰冻期长等独特的气候特点。青藏高原是我国高寒高海拔地区的主体,由于地理位置特殊,自然条件极其恶劣。青藏高原现代交通运输肇始于20世纪50年代初期,目前形成了以公路交通运输为主体,公路、铁路、民航与管道四种运输方式并存的局面,但总体上仍表现出交通规模和路网结构比较落后的状况。青藏高原已经建设完成了包括青藏线G109,青海西宁至西藏昌都段G214线,川藏线G318、G317,滇藏线G214(云南昆明至西藏芒康段)及新藏线G219等五大主要进藏通道。
  目前青海格尔木至拉萨的青藏通道是西藏自治区首府拉萨通向首都北京及西北地区、华北地区、中原地区最为便捷的陆上通道,同时具有公路、铁路和管道等运输方式,是五个进藏通道中唯一的综合运输通道,被誉为西藏的“生命线”。青海西宁至西藏昌都段G214线是青海的主要干线公路,在青海省社会经济发展中具有举足轻重的地位,虽然其在2010年玉树地震中遭到严重破坏,但是目前青海境内西宁至玉树段公路已完成升级改造,实现了青藏通道与川藏通道的连接。
  高寒高海拔地区广泛发育的多年冻土成为任何一项人类工程活动都无法回避的“拦路虎”。尤其在全球气候升温背景下多年冻土退化加剧,在高寒高海拔的多年冻土区建设高速公路更是面临着一系列科学与技术难题。现有的大多数多年冻土区道路工程的理论、技术、方法和经验是基于吸热较小的铁路路基或者尺度比较小的二级公路路基,而在多年冻土区建设高速公路的首要问题是冻土公路路基的尺度效应问题。本书介绍作者多年来在冻土地区工程理论和技术方面的研究成果。本书提出公路冻土路基尺度效应问题,指出其实际表现,系统论述公路冻土路基尺度效应的理论体系及其研究方法;论述冻土路基地­气耦合换热过程,介绍基于地­气耦合的冻土路基能量交换计算方法,给出其主要参数的获取方法;介绍以数值仿真平台和三位一体试验平台为主要内容的冻土路基水­热­变形效应研究平台;从高度效应、宽度效应、坡度效应和分幅效应四个方面论述公路冻土路基的空间效应;分析冻土路基时间效应的成因,并分别论述填土路基和特殊结构路基的时间效应,阐述冻土路基的“二次建设”原则;分别论述通风管路基、片块石路基和热棒路基的结构效应;阐述冻土路基能量平衡设计理论与方法,并给出设计流程和实际算例;介绍冻土路基稳定技术的发展历程,对已有的稳定技术做综合评价,介绍大尺度路基条件下的改进方法及新型大尺度冻土路基稳定技术。
  全书是以国家科技支撑计划项目“大尺度冻土路基变形控制与稳定技术研究”成果为依托,在充分吸纳了青藏公路、共和至玉树高速公路、花石峡至大武高速公路等青藏高原道路工程建设经验的基础上撰写而成。感谢陈建兵、金龙、董元宏、朱东鹏、刘戈、崔福庆等,他们的工作为本书有关章节提供了宝贵的材料。
  本书的撰写得到了诸多研究人员和现场技术人员的支持和帮助,在此对他们的辛勤劳动表示感谢。

 
                                                         2018年9月  
 
图书目录
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第1章  绪论    1
1.1  多年冻土在全球和我国的分布    1
1.1.1  多年冻土的定义    1
1.1.2  全球多年冻土的分布    1
1.1.3  我国多年冻土的分布    1
1.2  多年冻土的工程特性    5
1.2.1  融沉特性    5
1.2.2  冻胀特性    5
1.2.3  冰(水)害特性    6
1.3  多年冻土区工程建设与研究历史    6
1.3.1  冻土工程建设与研究    6
1.3.2  多年冻土区公路工程建设与研究    8
1.4  公路冻土路基尺度效应问题与表现    11
1.4.1  公路冻土路基病害    11
1.4.2  公路冻土路基空间效应的表现    12
1.4.3  多年冻土路基时间效应的表现    18
1.5  公路冻土路基尺度效应理论体系与研究方法    21
1.5.1  公路冻土路基尺度效应的研究范畴    21
1.5.2  公路冻土路基尺度效应理论体系框架    21
1.5.3  公路冻土路基尺度效应的研究方法    22
第2章  基于地­气耦合的冻土路基能量交换计算方法    24
2.1  传统的附面层原理    24
2.1.1  附面层的理论模型    24
2.1.2  附面层的影响因素    25
2.1.3  附面层原理的局限    27
2.2  冻土路基地­气耦合换热过程    27
2.3  宽幅冻土路基地­气耦合换热数值模型    28
2.3.1  物理模型及数学模型    28
2.3.2  边界条件    30
2.4  数值模型参数的获取方法与分析    31
2.4.1  青藏公路沿程典型地区的地层岩性分布    31
2.4.2  热力学参数的选取与计算方法    33
2.4.3  气象参数的获取与分析    34
2.5  青藏高原宽幅冻土路基热学边界条件    38
2.5.1  宽幅冻土路基的耦合换热特征分析    38
2.5.2  宽幅冻土路基的换热特性参数分析    40
第3章  公路冻土路基水­热­变形效应理论模型与研究平台    45
3.1  公路冻土路基水­热­变形效应理论模型及适用性评价    45
3.1.1  基本假定    45
3.1.2  土体冻融过程中的连续性条件    46
3.1.3  土体冻融过程中的能量关系    48
3.1.4  土体冻融过程中的应力­应变关系    51
3.1.5  三场耦合基本方程及变量    54
3.1.6  模型适用性评价    54
3.2  公路冻土路基尺度效应研究数值仿真平台的构建与开发    57
3.3  公路冻土路基尺度效应研究的三位一体试验平台    59
3.3.1  大型室内模型试验平台    60
3.3.2  全周期冻融环境暴露试验平台    61
3.3.3  实体工程试验平台    63
第4章  冻土路基的空间效应    66
4.1  冻土路基空间效应的研究方法    66
4.1.1  数值模型及工况设计    66
4.1.2  冻土路基热收支状态的指标及其验证    70
4.2  铁路工程与公路工程的尺度效应差异    73
4.3  冻土路基的高度效应    74
4.3.1  热收支状态的高度效应    74
4.3.2  变形状态的高度效应    78
4.4  冻土路基的宽度效应    80
4.4.1  热收支状态的宽度效应    80
4.4.2  水分状况的宽度效应    86
4.4.3  变形状态的宽度效应    86
4.5  冻土路基的坡度效应    88
4.6  冻土路基的分幅效应    89
第5章  冻土路基的时间效应    93
5.1  冻土路基时间效应的研究方法    93
5.1.1  典型研究区段    93
5.1.2  研究路段分级    94
5.1.3  病害段落相关影响因素分析    95
5.2  填土路基的时间效应    97
5.3  特殊结构路基的时间效应    98
5.4  冻土路基的“二次建设”原则    103
第6章  冻土路基的结构效应    104
6.1  大尺度冻土路基的聚热效应和聚冷效应    104
6.1.1  大尺度冻土路基的聚热效应    104
6.1.2  大尺度冻土路基的聚冷效应    106
6.2  通风管路基结构效应的分析方法    107
6.2.1  数值模型    107
6.2.2  通风管路基结构效应的数值分析    112
6.3  片块石路基结构效应的分析方法    115
6.3.1  数值模型    115
6.3.2  片块石路基结构效应的数值分析    117
6.4  热棒路基结构效应的分析方法    120
6.4.1  数值模型    120
6.4.2  热棒路基结构效应的数值分析    124
第7章  冻土路基能量平衡设计理论与方法    128
7.1  青藏工程走廊冻土工程风险评价方法    128
7.1.1  多年冻土热融蚀敏感性预估模型    128
7.1.2  多年冻土地温、活动层厚度的数值计算方法    130
7.1.3  青藏高速公路工程风险区划    131
7.2  冻土路基能量平衡设计理论    136
7.3  冻土路基热收支数据库的构建    142
7.4  多年冻土区高速公路能量平衡设计方法    146
7.5  能量平衡设计流程及算例    147
7.5.1  能量平衡设计流程    147
7.5.2  能量平衡设计算例    149
第8章  大尺度冻土路基稳定技术    156
8.1  冻土路基稳定技术发展概论    156
8.2  已有稳定技术的综合评价    157
8.2.1  降温机理分析    157
8.2.2  降温效能分析    160
8.2.3  服役性能分析    164
8.2.4  施工控制分析    166
8.2.5  工程经济性分析    168
8.2.6  综合评价    169
8.3  大尺度路基条件下已有典型措施的改进    170
8.3.1  片块石路基    170
8.3.2  通风管路基    175
8.3.3  热棒路基    181
8.4  新型大尺度冻土路基稳定技术    184
8.4.1  弥散式通风管路基    184
8.4.2  单向导热板路基    190
8.4.3  路基路面一体化散热结构    192
第9章  尺度效应理论与技术的工程示范    197
9.1  示范工程概况    197
9.1.1  示范工程选择原则    197
9.1.2  依托工程简介    197
9.2  主要示范内容    198
9.2.1  横断面形式示范    198
9.2.2  特殊结构路基示范    200
第10章  展望    205
主要参考文献    206
 
 
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