道面板对多年冻土区跑道下伏冻土地温场影响研究
2019-03-29段书珩
科学与技术 2019年12期
段书珩
摘要:根据民航局十三五规划,未来一段将我国高纬度地区新建及改扩数量众多的机场。为了确保飞机起降的安全,必须对铺设道面板后,跑道土基的热稳定性进行研究。利用有限元软件对跑道下伏冻土地温场进行模拟,研究其在跑道运营年限内的温度变化。
关键词:有限元模拟;多年冻土;地温场
引言
根据我国民航业发展规划,未来将在我国东北地区进行大规模的机场建设,到2030年将陆续新增40个小型支线及通航机场,因此在多年冻土区修建跑道成为无法回避的问题。
1有限元模型的建立
1.1有限元模型区域
我国东北多年冻土区地层分层由上到下为:砂砾土、亚黏土、风化基岩。模型将跑道宽度设为45m,跑道两侧自道肩向外延伸40m,跑道表面向下的深度取21m。跑道分为四层,从上至下依次为:面层、上基层、下基层和垫层。上基层采用水泥稳定碎石料,下基层采用水泥稳定砂砾,在冰冻地区的潮湿地段,不应采用石灰土作为垫层。面层、上基层、下基层和垫层的厚度分别为30cm、20cm、20cm和30cm。在机场跑道的土基中,防冻层处理措施一般采用换填法,碎石填充层和换填层开挖深度共4m。A、B、C分别为砂砾土,亚黏土和基岩,D、E、F、G分别为面层、上基层、下基层和垫层,H为防冻处理层。如图1所示。
1.2模型模型参数
在进性多年冻土区机场跑道温度场模拟时,主要用到土体比热 、密度 和导热系数 等参数。在靠近0oC的正负温度区间,需要考虑冰水相变作用以及水和土骨架的热传导,土体的比热和导热系数不是常数,而是随着温度的变化而变化,且比热是连续变化。……
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