高铁基层级配碎石夹层的冻胀模型

摘要

为了解决高铁路基含水率较低且远离地下水发生冻胀的问题,通过分析锅盖效应理论,提出双侧补水夹层冻胀模型,基于达西渗流方程与热传导理论,构建符合高铁无砟铁路路基实际运营的二维水热汽耦合方程,采用COMSOL Multiphysics 5.4内置的PDE二次开发模块求解了该方程.结果表明:在温度梯度的影响下,两布一膜土工布上部含水量可达35％,混凝土面层下部含水率可达37％;气态水在顶部的含水率略高于液态水在土工布上的含水率,与哈牡高铁实际工程冻胀数据相符,验证了模型的正确性.该模型可以指导无砟铁路高铁的安全运营.