为研究冻土路堤拓宽后的阴阳坡效应和地震反应差异,以青藏地区多年冻土环境为研究背景,综合考虑了气温变化、太阳辐射、风速和对流换热等边界条件对冻土路堤温度场的影响,建立了有限元模型,通过有限元分析软件Abaqus分析了路堤加宽前后的温度场变化规律。通过原始路堤和加宽路堤各月份的路堤温度场结果,对路堤模型进行了区域划分和材料填充,分析了地震荷载作用下路堤的加速度响应和位移响应。结果表明:在不考虑加宽路堤材料和路堤搭接方式对路堤加宽的影响下,相比于原始路堤,加宽路堤并未对路堤阴阳坡效应产生放大作用,并且阴阳坡效应不会对地震反应差异产生影响。
根据青藏高原多年观测资料,运用ANSYS有限元计算软件对多年冻土区铁路路堤的合理高度进行研究。结果表明:路堤临界高度与多年冻土区大气年平均温度有密切的关系,随着大气年平均温度的升高,路堤的下临界高度逐渐增大,而上临界高度逐渐减小;路堤的上临界高度恰好等于下临界高度时的临界大气年平均温度为-3.43℃,高于此温度时,多年冻土区铁路的路堤不存在临界高度;当大气年平均温度分别为-3,-4,-5和-6℃时,对应的路堤下临界高度分别为5.88,3.83,3.12和2.60 m,而路堤上临界高度分别为4.59,5.20,6.29和6.97m;计算值与实测值基本吻合,验证了采用有限元计算方法是合理的,计算结果能够反映实际情况。