为探究雨水感热作用下的降雨对多年冻土路基稳定性的影响,参照青藏高原北麓河地区的环境特点和多年冻土路基结构,通过底板-大气双控温室内模型箱开展了多年冻土区沥青路面路基模型试验,考虑了环境潜在雨水温度导致的雨水感热能量脉冲作用,分析了多周期不同降雨工况下的路面温度与辐射、路基含水量、热通量和温度响应。结果表明:多年冻土环境中雨水温度与气温在夏季差异显著,最大温差近3℃,在春秋季差异小于1℃;受雨水感热的影响,夏季降雨引起路面温度、地表向上辐射通量和浅层土壤热通量显著降低,导致的路基降温效果从强到弱为路面、路肩、边坡、天然场地,降幅与降雨量正相关;秋季降雨对路基土体降温效果较弱,春季降雨促进路面与路肩下土体热通量和温度的降低,而易引起边坡和天然场地土体的升温;同样,多年冻土路基活动层水分变化表现出相似的季节特征,但含水量增量从大到小为路肩、边坡、天然场地、沥青路面,降雨对路面下土体含水量的影响深度(大于0.25 m)小于路肩(小于0.35 m)。因此,在降雨入渗深度范围内,多年冻土路基不同深度土体周期性平均降温从大到小为路肩、边坡、天然场地,沥青路面下土体仅在浅层0.05~0.15 m降温显...
为探究雨水感热作用下的降雨对多年冻土路基稳定性的影响,参照青藏高原北麓河地区的环境特点和多年冻土路基结构,通过底板-大气双控温室内模型箱开展了多年冻土区沥青路面路基模型试验,考虑了环境潜在雨水温度导致的雨水感热能量脉冲作用,分析了多周期不同降雨工况下的路面温度与辐射、路基含水量、热通量和温度响应。结果表明:多年冻土环境中雨水温度与气温在夏季差异显著,最大温差近3℃,在春秋季差异小于1℃;受雨水感热的影响,夏季降雨引起路面温度、地表向上辐射通量和浅层土壤热通量显著降低,导致的路基降温效果从强到弱为路面、路肩、边坡、天然场地,降幅与降雨量正相关;秋季降雨对路基土体降温效果较弱,春季降雨促进路面与路肩下土体热通量和温度的降低,而易引起边坡和天然场地土体的升温;同样,多年冻土路基活动层水分变化表现出相似的季节特征,但含水量增量从大到小为路肩、边坡、天然场地、沥青路面,降雨对路面下土体含水量的影响深度(大于0.25 m)小于路肩(小于0.35 m)。因此,在降雨入渗深度范围内,多年冻土路基不同深度土体周期性平均降温从大到小为路肩、边坡、天然场地,沥青路面下土体仅在浅层0.05~0.15 m降温显...
为探究雨水感热作用下的降雨对多年冻土路基稳定性的影响,参照青藏高原北麓河地区的环境特点和多年冻土路基结构,通过底板-大气双控温室内模型箱开展了多年冻土区沥青路面路基模型试验,考虑了环境潜在雨水温度导致的雨水感热能量脉冲作用,分析了多周期不同降雨工况下的路面温度与辐射、路基含水量、热通量和温度响应。结果表明:多年冻土环境中雨水温度与气温在夏季差异显著,最大温差近3℃,在春秋季差异小于1℃;受雨水感热的影响,夏季降雨引起路面温度、地表向上辐射通量和浅层土壤热通量显著降低,导致的路基降温效果从强到弱为路面、路肩、边坡、天然场地,降幅与降雨量正相关;秋季降雨对路基土体降温效果较弱,春季降雨促进路面与路肩下土体热通量和温度的降低,而易引起边坡和天然场地土体的升温;同样,多年冻土路基活动层水分变化表现出相似的季节特征,但含水量增量从大到小为路肩、边坡、天然场地、沥青路面,降雨对路面下土体含水量的影响深度(大于0.25 m)小于路肩(小于0.35 m)。因此,在降雨入渗深度范围内,多年冻土路基不同深度土体周期性平均降温从大到小为路肩、边坡、天然场地,沥青路面下土体仅在浅层0.05~0.15 m降温显...
为探究雨水感热作用下的降雨对多年冻土路基稳定性的影响,参照青藏高原北麓河地区的环境特点和多年冻土路基结构,通过底板-大气双控温室内模型箱开展了多年冻土区沥青路面路基模型试验,考虑了环境潜在雨水温度导致的雨水感热能量脉冲作用,分析了多周期不同降雨工况下的路面温度与辐射、路基含水量、热通量和温度响应。结果表明:多年冻土环境中雨水温度与气温在夏季差异显著,最大温差近3℃,在春秋季差异小于1℃;受雨水感热的影响,夏季降雨引起路面温度、地表向上辐射通量和浅层土壤热通量显著降低,导致的路基降温效果从强到弱为路面、路肩、边坡、天然场地,降幅与降雨量正相关;秋季降雨对路基土体降温效果较弱,春季降雨促进路面与路肩下土体热通量和温度的降低,而易引起边坡和天然场地土体的升温;同样,多年冻土路基活动层水分变化表现出相似的季节特征,但含水量增量从大到小为路肩、边坡、天然场地、沥青路面,降雨对路面下土体含水量的影响深度(大于0.25 m)小于路肩(小于0.35 m)。因此,在降雨入渗深度范围内,多年冻土路基不同深度土体周期性平均降温从大到小为路肩、边坡、天然场地,沥青路面下土体仅在浅层0.05~0.15 m降温显...
为探究雨水感热作用下的降雨对多年冻土路基稳定性的影响,参照青藏高原北麓河地区的环境特点和多年冻土路基结构,通过底板-大气双控温室内模型箱开展了多年冻土区沥青路面路基模型试验,考虑了环境潜在雨水温度导致的雨水感热能量脉冲作用,分析了多周期不同降雨工况下的路面温度与辐射、路基含水量、热通量和温度响应。结果表明:多年冻土环境中雨水温度与气温在夏季差异显著,最大温差近3℃,在春秋季差异小于1℃;受雨水感热的影响,夏季降雨引起路面温度、地表向上辐射通量和浅层土壤热通量显著降低,导致的路基降温效果从强到弱为路面、路肩、边坡、天然场地,降幅与降雨量正相关;秋季降雨对路基土体降温效果较弱,春季降雨促进路面与路肩下土体热通量和温度的降低,而易引起边坡和天然场地土体的升温;同样,多年冻土路基活动层水分变化表现出相似的季节特征,但含水量增量从大到小为路肩、边坡、天然场地、沥青路面,降雨对路面下土体含水量的影响深度(大于0.25 m)小于路肩(小于0.35 m)。因此,在降雨入渗深度范围内,多年冻土路基不同深度土体周期性平均降温从大到小为路肩、边坡、天然场地,沥青路面下土体仅在浅层0.05~0.15 m降温显...
为探究雨水感热作用下的降雨对多年冻土路基稳定性的影响,参照青藏高原北麓河地区的环境特点和多年冻土路基结构,通过底板-大气双控温室内模型箱开展了多年冻土区沥青路面路基模型试验,考虑了环境潜在雨水温度导致的雨水感热能量脉冲作用,分析了多周期不同降雨工况下的路面温度与辐射、路基含水量、热通量和温度响应。结果表明:多年冻土环境中雨水温度与气温在夏季差异显著,最大温差近3℃,在春秋季差异小于1℃;受雨水感热的影响,夏季降雨引起路面温度、地表向上辐射通量和浅层土壤热通量显著降低,导致的路基降温效果从强到弱为路面、路肩、边坡、天然场地,降幅与降雨量正相关;秋季降雨对路基土体降温效果较弱,春季降雨促进路面与路肩下土体热通量和温度的降低,而易引起边坡和天然场地土体的升温;同样,多年冻土路基活动层水分变化表现出相似的季节特征,但含水量增量从大到小为路肩、边坡、天然场地、沥青路面,降雨对路面下土体含水量的影响深度(大于0.25 m)小于路肩(小于0.35 m)。因此,在降雨入渗深度范围内,多年冻土路基不同深度土体周期性平均降温从大到小为路肩、边坡、天然场地,沥青路面下土体仅在浅层0.05~0.15 m降温显...
为探究雨水感热作用下的降雨对多年冻土路基稳定性的影响,参照青藏高原北麓河地区的环境特点和多年冻土路基结构,通过底板-大气双控温室内模型箱开展了多年冻土区沥青路面路基模型试验,考虑了环境潜在雨水温度导致的雨水感热能量脉冲作用,分析了多周期不同降雨工况下的路面温度与辐射、路基含水量、热通量和温度响应。结果表明:多年冻土环境中雨水温度与气温在夏季差异显著,最大温差近3℃,在春秋季差异小于1℃;受雨水感热的影响,夏季降雨引起路面温度、地表向上辐射通量和浅层土壤热通量显著降低,导致的路基降温效果从强到弱为路面、路肩、边坡、天然场地,降幅与降雨量正相关;秋季降雨对路基土体降温效果较弱,春季降雨促进路面与路肩下土体热通量和温度的降低,而易引起边坡和天然场地土体的升温;同样,多年冻土路基活动层水分变化表现出相似的季节特征,但含水量增量从大到小为路肩、边坡、天然场地、沥青路面,降雨对路面下土体含水量的影响深度(大于0.25 m)小于路肩(小于0.35 m)。因此,在降雨入渗深度范围内,多年冻土路基不同深度土体周期性平均降温从大到小为路肩、边坡、天然场地,沥青路面下土体仅在浅层0.05~0.15 m降温显...
为探究雨水感热作用下的降雨对多年冻土路基稳定性的影响,参照青藏高原北麓河地区的环境特点和多年冻土路基结构,通过底板-大气双控温室内模型箱开展了多年冻土区沥青路面路基模型试验,考虑了环境潜在雨水温度导致的雨水感热能量脉冲作用,分析了多周期不同降雨工况下的路面温度与辐射、路基含水量、热通量和温度响应。结果表明:多年冻土环境中雨水温度与气温在夏季差异显著,最大温差近3℃,在春秋季差异小于1℃;受雨水感热的影响,夏季降雨引起路面温度、地表向上辐射通量和浅层土壤热通量显著降低,导致的路基降温效果从强到弱为路面、路肩、边坡、天然场地,降幅与降雨量正相关;秋季降雨对路基土体降温效果较弱,春季降雨促进路面与路肩下土体热通量和温度的降低,而易引起边坡和天然场地土体的升温;同样,多年冻土路基活动层水分变化表现出相似的季节特征,但含水量增量从大到小为路肩、边坡、天然场地、沥青路面,降雨对路面下土体含水量的影响深度(大于0.25 m)小于路肩(小于0.35 m)。因此,在降雨入渗深度范围内,多年冻土路基不同深度土体周期性平均降温从大到小为路肩、边坡、天然场地,沥青路面下土体仅在浅层0.05~0.15 m降温显...
块石路基作为解决青藏高原多年冻土冻胀融沉病害的关键技术而得到广泛应用。近年来青藏高原呈现湿化显著的趋势,夏季降雨携带的部分热量会快速入渗到块石层,从而影响块石路基的传热特性和水热状态,有必要开展降雨条件下块石路基热力学特性研究。基于室内试验,开展了不同降雨量、不同厚度下封闭块石层水热响应规律研究。结果表明:(1)在降雨条件下封闭块石层自然对流的发生与降雨量大小和块石层厚度有关。随降雨量增加,1.4 m厚度的块石层自然对流瑞利数最大值逐渐降低。当降雨量达到23 mm时,块石层不发生自然对流;而0.6 m厚度的块石层自然对流瑞利数最大值则随降雨量增加而逐渐增大,自然对流增强。(2)在降雨入渗作用下,1.4 m厚度的块石层内部与基底土层有升温效应,而0.6 m厚度的块石层基底土层有降温效应。与未来50年青藏高原预测升温速率每年0.052℃相比,降雨入渗对前者下伏土层的升温效应更为显著。(3)暖季的降雨入渗在短时间内会显著影响基底浅层土的体积含水量。随着降雨量的增加,体积含水量峰值有一定抬升,但每循环周期的峰值大小差异不大。主要是因为在经过冷季低温冻结后,块石体与土层之间的部分空隙被凝结冰填充...
块石路基作为解决青藏高原多年冻土冻胀融沉病害的关键技术而得到广泛应用。近年来青藏高原呈现湿化显著的趋势,夏季降雨携带的部分热量会快速入渗到块石层,从而影响块石路基的传热特性和水热状态,有必要开展降雨条件下块石路基热力学特性研究。基于室内试验,开展了不同降雨量、不同厚度下封闭块石层水热响应规律研究。结果表明:(1)在降雨条件下封闭块石层自然对流的发生与降雨量大小和块石层厚度有关。随降雨量增加,1.4 m厚度的块石层自然对流瑞利数最大值逐渐降低。当降雨量达到23 mm时,块石层不发生自然对流;而0.6 m厚度的块石层自然对流瑞利数最大值则随降雨量增加而逐渐增大,自然对流增强。(2)在降雨入渗作用下,1.4 m厚度的块石层内部与基底土层有升温效应,而0.6 m厚度的块石层基底土层有降温效应。与未来50年青藏高原预测升温速率每年0.052℃相比,降雨入渗对前者下伏土层的升温效应更为显著。(3)暖季的降雨入渗在短时间内会显著影响基底浅层土的体积含水量。随着降雨量的增加,体积含水量峰值有一定抬升,但每循环周期的峰值大小差异不大。主要是因为在经过冷季低温冻结后,块石体与土层之间的部分空隙被凝结冰填充...