冻土区路基地温差异性评价方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种冻土区路基地温差异性评价方法及装置，属于路基稳定性评估领域。冻土区路基地温差异性评价方法包括：建立目标路基的地温数值模型；获取地温数值模型中关于纵向中轴横向对称的两个一次目标区域的地温值，对两个一次目标区域的地温值进行对称区域地温差异性时程均匀度处理，得到对称区域地温差异性时程均匀度指标；根据对称区域地温差异性时程均匀度指标判断目标路基的地温差异性。冻土区路基地温差异性评价装置采用上述方法。本发明专利技术的冻土区路基地温差异性评价方法和装置，能够反映对称区域的地温差异性随时间变化的情况，对路基地温差异性的评价更为全面，提高了路基地温差差异性评价准确度。

【技术实现步骤摘要】
冻土区路基地温差异性评价方法及装置
本专利技术属于路基稳定性评估
，更具体地说，是涉及一种冻土区路基地温差异性评价方法及装置。
技术介绍
世界各地冻土区铁路建设正在大规模开展，铁路的高平顺性和舒适性对路基稳定性提出了新的要求。传统的路基稳定性评估方法多采用层次分析法，综合各种因素分层次的对路基进行评价，其中，路基的地温差异性是影响路基稳定性的一个重要因素。研究发现，冻土区路基的变形与其地温场状况密切相关，路基横向地温的差异性可能引起路基土体横向差异变形和纵向不均匀变形的发生从而影响路基稳定性，因此现在对路基地温差异性的评价多是通过对路基的地温进行横向比较，这种路基地温差异性的评价方法所考量的因素仍然存在不足，难以准确的评价路基的地温差异性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种冻土区路基地温差异性评价方法及装置，以解决现有技术中存在的传统的地温差异性评价方法，对地温差异性因素的考量存在不足，难以准确的评价路基的地温差异性的技术问题。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是，提供一种冻土区路基地温差异性评价方法，包括：建立目标路基的地温数值模型；获取所述地温数值模型中关于纵向中轴横向对称的两个一次目标区域的地温值，对两个所述一次目标区域的地温值进行对称区域地温差异性时程均匀度处理，得到对称区域地温差异性时程均匀度指标；根据所述对称区域地温差异性时程均匀度指标判断所述目标路基的地温差异性。作为本申请另一实施例，所述的对两个所述一次目标区域的地温值进行对称区域地温差异性时程均匀度处理，得到对称区域地温差异性时程均匀度指标，包括：在两个所述一次目标区域中，获取多组关于纵向中轴横向对称的一次目标点的地温值；对各组所述一次目标点的地温值进行对称点地温差异性时程均匀度处理，得到对称点地温差异性时程均匀度集合；对所述对称点地温差异性时程均匀度集合进行二次处理，得到对称区域地温差异性时程均匀度指标。作为本申请另一实施例，所述的对所述对称点地温差异性时程均匀度矩阵进行二次处理，得到对称区域地温差异性时程均匀度指标，包括：根据所述一次目标点在所述地温数值模型中的位置，对所述对称点地温差时程均匀度集合中的元素进行加权，计算对称区域地温差异性时程均匀度指标。作为本申请另一实施例，所述的对各组所述一次目标点的地温值进行对称点地温差异性时程均匀度处理，得到对称点地温差异性时程均匀度集合，包括：选取时段h；将两个所述一次目标区域在纵向上分为的m行、在横向上分为2n列；设每组所述一次目标点中，第i行、第j列的一个所述一次目标点在h时段内t时刻的地温值为第i行、第2n-j+1列的另一所述一次目标点在h时段内t时刻的地温值为每组一次目标点的对称点地温差异性时程均匀度为CU'，则对称点地温差异性时程均匀度CU'构成对称点地温差异性时程均匀度矩阵CU，作为本申请另一实施例，所述的对所述对称点地温差异性时程均匀度集合进行二次处理，得到对称区域地温差异性时程均匀度指标，包括：设所述对称点地温差异性时程均匀度矩阵CU中第i行、第j列元素的权值为f(i)×g(j)，g(j)、f(i)满足，在所述对称点地温差异性时程均匀度矩阵CU中，与最靠近纵向中轴的所述一次目标点对应的元素的权值中，g(j)大于或者等于0.5，与最靠近路基表面的所述一次目标点所对应的元素的权值中，f(i)大于或者等于0.5，并且设所述对称点地温差异性时程均匀度矩阵CU中各元素的权值组成评价矩阵R，R＝(ri,j)m×n＝f(i)×g(j)，且矩阵R满足设对称区域地温差异性时程均匀度指标为CUZ，则作为本申请另一实施例，在所述的建立目标路基的地温数值模型之后，还包括：在所述地温数值模型中，获取关于纵向中轴横向对称的两个二次目标区域在典型时刻的地温值；对两个所述二次目标区域的地温值进行对称性处理，得到地温对称性指标；根据所述地温对称性指标判断所述目标路基的地温差异性。作为本申请另一实施例，所述的对两个所述二次目标区域的地温值进行对称性处理，得到地温对称性指标，包括：将两个所述二次目标区域在纵向上分为的m行、在横向上分为2n列；在两个所述二次目标区域中选取多组关于纵向中轴对称的二次目标点；设每组所述二次目标点中，第i行、第j列的一个所述二次目标点在典型时刻的地温值为Ti,j，第i行、第2n-j+1列的另一所述一次目标点在典型时刻的地温值为Ti,2n-j+1，每组二次目标点的地温对称性系数为DCj，则根据所述二次目标点在所述地温数值模型中的位置，确定地温对称性系数DCj的权重为g(j)；设地温对称性指标为DCZ，则作为本申请另一实施例，所述的建目标路基的地温数值模型，包括：采用热传导微分方程和焓法温度控制方程建立所述目标路基的初步数值模型；获取所述目标路基的地温值，根据所述目标路基的地温值和所述初步数值模型得到所述地温数值模型；所述热传导微分方程为所述焓法温度控制方程为式中，ρ为材料密度；c为材料比热；λ为材料的热传导系数；T为温度；t为时间；H为焓；x为横坐标；y为纵坐标。作为本申请另一实施例，在所述的建立目标路基的地温数值模型之后，包括；获取多个时刻，所述目标路基中多个点的地温值，得到验证地温集合；根据所述验证地温集合对所述地温数值模型进行验证。本专利技术实施例提供的冻土区路基地温差异性评价方法的有益效果在于：与现有技术相比，本专利技术实施例的冻土区路基地温差异性评价方法，建立目标路基的地温数值模型；获取所述地温数值模型中关于纵向中轴横向对称的两个一次目标区域的地温值，对两个所述一次目标区域的地温值进行对称区域地温差异性时程均匀度处理，得到对称区域地温差异性时程均匀度指标；根据所述对称区域地温差异性时程均匀度指标判断所述目标路基的地温差异性。在路基的地温差异性评价中引入了对对称区域地温差异性时程均匀度指标的考量，能够反映对称区域的地温差异性随时间变化的情况，对路基地温差异性的评价更为全面，提高了路基的地温差异性评价的准确度，进而可以更加全面、准确的评价路基的稳定性。本专利技术还提供一种冻土区路基地温差异性评价装置，包括；建模模块，用于建立目标路基的地温数值模型；计算模块，用于获取所述地温数值模型中关于纵向中轴横向对称的两个一次目标区域，对两个所述一次目标区域的地温值进行对称区域地温差异性时程均匀度处理，得到对称区域地温差异性时程均匀度指标；以及评价模块，用于根据所述对称区域地温差异性时程均匀度指标判断所述目标路基的地温差异性。本专利技术实施例提供的冻土区路基地温差异性评价装置的有益效果在于：与现有技术相比，本专利技术实施例的冻土区路基地温差异性评价装置，应用上述的冻土区路基地温差异性评价方法，能够建立目标路基本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.冻土区路基地温差异性评价方法，其特征在于，包括：/n建立目标路基的地温数值模型；/n获取所述地温数值模型中关于纵向中轴横向对称的两个一次目标区域的地温值，对两个所述一次目标区域的地温值进行对称区域地温差异性时程均匀度处理，得到对称区域地温差异性时程均匀度指标；/n根据所述对称区域地温差异性时程均匀度指标判断所述目标路基的地温差异性。/n

【技术特征摘要】
1.冻土区路基地温差异性评价方法，其特征在于，包括：
建立目标路基的地温数值模型；
获取所述地温数值模型中关于纵向中轴横向对称的两个一次目标区域的地温值，对两个所述一次目标区域的地温值进行对称区域地温差异性时程均匀度处理，得到对称区域地温差异性时程均匀度指标；
根据所述对称区域地温差异性时程均匀度指标判断所述目标路基的地温差异性。


2.如权利要求1所述的冻土区路基地温差异性评价方法，其特征在于，所述的对两个所述一次目标区域的地温值进行对称区域地温差异性时程均匀度处理，得到对称区域地温差异性时程均匀度指标，包括：
在两个所述一次目标区域中，获取多组关于纵向中轴横向对称的一次目标点的地温值；
对各组所述一次目标点的地温值进行对称点地温差异性时程均匀度处理，得到对称点地温差异性时程均匀度集合；
对所述对称点地温差异性时程均匀度集合进行二次处理，得到对称区域地温差异性时程均匀度指标。


3.如权利要求2所述的冻土区路基地温差异性评价方法，其特征在于，所述的对所述对称点地温差异性时程均匀度集合进行二次处理，得到对称区域地温差异性时程均匀度指标，包括：
根据所述一次目标点在所述地温数值模型中的位置，对所述对称点地温差异性时程均匀度集合中的元素进行加权，计算对称区域地温差异性时程均匀度指标。


4.如权利要求2或3所述的冻土区路基地温差异性评价方法，其特征在于，所述的对各组所述一次目标点的地温值进行对称点地温差异性时程均匀度处理，得到对称点地温差异性时程均匀度集合，包括：
选取时段h；
将两个所述一次目标区域在纵向上分为的m行、在横向分为2n列；设每组所述一次目标点中，第i行、第j列的一个所述一次目标点在在h时段内t时刻的地温值为第i行、第2n-j+1列的另一个所述一次目标点在h时段内t时刻的地温值为每组一次目标点的对称点地温差异性时程均匀度为CU'，则



对称点地温差异性时程均匀度CU'构成对称点地温差异性时程均匀度矩阵CU，





5.如权利要求4所述的冻土区路基地温差异性评价方法，其特征在于，所述的对所述对称点地温差异性时程均匀度集合进行二次处理，得到对称区域地温差异性时程均匀度指标，包括：
设所述对称点地温差异性时程均匀度矩阵CU中第i行、第j列元素的权值为f(i)×g(j)，g(j)、f(i)满足
在所述对称点地温差异性时程均匀度矩阵CU中，与最靠近纵向中轴的所述一次目标点对应的元素的权值中，g(j)大于或者等于0.5，与最靠近路基表面的所述一次目标点所对应的元素的权值中，f(i)大于或者等于0.5，并且



设所述对称点地温差异性时程均匀度矩阵CU中各元素的权值组成评价矩阵...

【专利技术属性】
技术研发人员：张玉芝，王天亮，胡田飞，梁晓洁，李裴，刘文龙，朱晓东，
申请(专利权)人：石家庄铁道大学，
类型：发明
国别省市：河北;13