青藏铁路多年冻土区路基温度场模拟与预测分析

"青藏铁路多年冻土区路基温度场的模拟与预测 (2004年)" 青藏铁路作为世界上海拔最高、线路最长的高原铁路，其建设过程中面临的一大挑战就是多年冻土区的工程问题。多年冻土是指连续冻结状态持续两年或两年以上的土体，对地基稳定性具有重要影响。该研究针对青藏铁路在多年冻土区的路基建设，分析了路基温度场的变化及其对未来路基稳定性的影响。 在多年冻土区建设铁路站场路基时，由于施工活动会改变原有地表与大气间的热量交换，导致地下温度场重新分布。这种变化直接影响到多年冻土层的融化和冻结状态，进而影响路基的稳定性和整个铁路的运营安全。因此，对地下温度场的模拟和预测是保障铁路长期稳定运行的关键。 研究人员利用ANSYS软件进行了有限元数值模拟，基于2002年至2030年的数据，对青藏铁路某段站场路基下的温度场进行了深入分析。模拟结果显示，路基下方的冻土上限出现了上移，这在一定程度上保护了多年冻土，防止了过快的融化。然而，随着年平均气温的微小增长（0.02℃），试验段内的冻土人为上限和未受路基影响的天然上限均呈现逐年下降的趋势，这意味着冻土层可能会逐渐变薄，对路基稳定性构成潜在威胁。 此外，研究还发现，路基阳坡和阴坡两侧的地下温度场分布存在显著差异，这种差异可能导致路基的不均匀变形，进而引发路面裂缝。这种不均匀性是由于阳光照射强度的不同，使得阳坡侧的冻土更容易融化，从而引起路基的侧向位移和变形。 关键词如“道路工程”、“青藏铁路”、“多年冻土区”、“站场路基”、“温度场”和“有限元”揭示了这篇论文的主要研究领域和技术手段。通过这篇论文，我们可以了解到在极端环境条件下，如何运用科学方法预测和管理铁路基础设施的长期性能，这对于类似地区的工程设计和维护具有重要的指导意义。