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。
全球气候变暖加剧了青藏高原气候暖湿化，威胁着高原铁路路基及下伏多年冻土的热稳定性，但以往研究缺乏综合考虑铁路沿线气候、多年冻土及路基稳定性的系统分析。针对这一研究的不足，基于铁路沿线气象和多年冻土路基地温监测数据，分析铁路沿线多年冻土区气温降水、天然场地年平均地温与天然上限、路基人为上限及路基左右路肩沉降变化，揭示气候暖湿化背景下铁路多年冻土路基热稳定性变化，为多年冻土区铁路建设和维护提供参考。结果表明：近20年来，铁路沿线年均气温和年均降水量的平均值分别增加了1.2℃和80mm；相较于2007年，2020年铁路沿线天然场地多年冻土年均地温平均升高0.1℃，多年冻土天然上限平均下降0.58 m，路基人为上限平均抬升2.34 m，路基左路肩平均沉降大于右路肩，存在阴阳坡效应。整体而言，铁路多年冻土路基状态稳定，运行状态良好，建设运营期间采取的一系列工程措施有效，但面向未来气候加剧变化趋势，应提前谋划多年冻土保护新技术。
大量工程实践表明，在寒冷山区公路建设过程中，路基阴阳坡效应对冻土区路基的稳定性具有重要影响。以甘肃省南部山区季节冻土路基为例，基于新建宕昌—迭部二级公路试验段的现场监测资料，分析了季节冻土山区公路路基阴阳面的地温和变形差异，提出针对性的两种新型防治措施——措施A（阴坡侧路基下半幅铺设10 cm厚XPS板，阳坡侧路基下半幅铺设6 cm厚XPS板）和措施B（路基下满幅+阴坡坡面铺设6 cm厚XPS板），并通过数值模拟分析了这两种措施控制路基阴阳坡效应的效果。结果表明，在甘肃南部季节冻土山区，山体遮挡作用使公路路基阴阳坡发生转换，对路基横向地温的影响不容忽视，试验段K18+180段阴坡路肩与阳坡路肩地温最大相差6℃左右，公路路基横向地温存在显著的阴阳坡效应。地温的横向差异导致公路路基土体冻深和冻胀变形的横向差异，两个试验段路基中心与阳坡路肩的最大季节冻深在第一个、第二个冻结期内均相差约0.8 m和0.9 m,K18+180段阴阳坡路肩冻胀量差值的最大值为2.8 mm，出现在春融初期。路堤高度为1.0 m、2.0 m时，措施A和措施B都能显著地减小公路路基阴阳坡温度差异，并且控制效果明显优于普...
青藏高原海拔高,太阳辐射强,坡向效应显著。其中阴阳坡效应不仅导致多年冻土空间分布格局的差异性,也严重影响了冻土路基工程稳定性。目前虽有大量关于阴阳坡热效应的研究,但定量化和多因素耦合作用的研究,特别是场地内多次重复测量的定量评估研究仍不多见。通过对青藏高原多年冻土区北麓河盆地两个具有相反坡向研究场近4年(2016年9月至2020年5月)近地表温湿度、辐射和风速等野外多重观测资料的分析,研究了高海拔多年冻土区阴阳坡效应对近地表水热及能量平衡的影响。结果表明:在坡向的长期影响下,阴阳坡下垫面性质(辐射、温湿度和土壤质地等)存在较大的差异。其中,阳坡土质相对粗糙,不利于水分的保持,阴坡反之。0.05 m深度阳坡(朝南坡向)的日冻融循环次数明显高于阴坡(朝北坡向)。2016—2019年阳坡和阴坡的日冻融循环总次数分别为368和109次,差异非常明显。阳坡各深度土壤温度均显著大于阴坡,温差约1.4℃。浅层地温对地表热量变化的响应速率较快,但随深度的增加阴坡地温的响应速率逐渐滞后于阳坡,且这一现象在融化阶段更为显著。融化阶段,阳坡水分的变化速率较快,随深度的变幅较大,但土壤含水量却明显低于阴坡。地...
针对处于多年冻土地区沥青路面下公路路基温度变化情况,本文分析了路面以下、天然地表(原地面)以下及阴阳路肩温度变化情况,比较了阴阳路肩平均温度、变化幅度及年平均温度,发现普通路基存在比较明显的阴阳坡效应,阳坡升温幅度、升温速率及冻土上限始终高于阴坡。
青藏公路多年冻土路段的阴阳坡现象会引发路基及下伏冻土地基热状况不对称分布,影响长期稳定性.为此,基于实测坡面温度数据,开展不同年平均气温和路基高度条件下冻土路基地温场分布及演化规律的模拟.结果表明,年平均气温-3℃下阴坡冻结指数约为阳坡的2倍,融化指数约为阳坡的0.83倍.路基修筑后,阴坡一侧路基下部人为上限均有一定抬升.此后,在气候变暖及沥青路面强烈吸热效应作用下,路基左右路肩下部人为上限不断下降,其中高填方路基人为上限下降速率相对较快.阴阳坡效应作用下,东西路基下部人为冻土上限呈左高右低的趋势,下伏土体温度同样为左高右低.高填方路基下伏冻土层地温分布的不对称较同期的普通填方路基显著.
为了研究高寒高海拔多年冻土区拓宽路基面层吸热对下伏多年冻土温度与沉降的影响,建立了基于热力耦合理论的差异沉降计算的有限元模型,并利用实体工程监测数据对模型进行了修正,分析了不同季节、不同填高与阴阳坡工况下拓宽侧路基差异沉降分布规律,确定了多年冻土区最优路基拓宽位置。研究结果表明:多年冻土区拓宽路基最大融深与沉降均出现在秋季,10月份的变形最不利,病害特征最突出,其中4m填高路基第10年最大差异沉降为16.9cm,分别为7、1、4月份沉降的1.1、1.4、1.7倍;差异沉降与路基填高存在正相关性,当路基填高分别为2、4、6 m时,10年内路基的差异沉降分别为13.2、16.9、18.1cm;阴坡侧拓宽路基的温度与沉降变化小于阳坡侧,在10年内,阳坡侧拓宽路基底面最大升温为1.3℃,阴坡侧为0.6℃,阳坡侧拓宽路基最大差异沉降为16.9cm,阴坡侧为12.3cm;即使阴坡侧拓宽,差异沉降仍使拓宽路基顶面形成一个斜率为2%3%的斜坡,进而使路面产生较大附加应力,最终造成结构层病害。