多年冻土区低等级公路修筑技术

低等级公路限于工程造价的原因,对多年冻土区的工程地质勘测、处治原则、冻土区保护等问题进行了探讨。     

多年冻土路基施工技术与质量控制

在施工过程中，遇到了多年冻土这样的地质地貌，我们要对此种情况加以重视，充分认识到这种地质构造对我们公路施工所产生的影响，积极总结施工经验；归纳出合理的施工方法，本文分析了冻土对公路产生的危险并论述了冻土地段技术技术及质量控制。     

多年冻土工程地质特征及其评价

青藏高原多年冻土区的自然环境恶劣,工程地质条件极其复杂,生态环境脆弱。而冻土工程的地质特征及其分析是冻土工程勘察的重中之重,是施工前必须掌握的第一手资料。根据青海天木公路工程阳康至木里段的多年冻土区工程地质进行地质勘察,研究了各区的工程地质特征并进行分析评价。     

高原冻土地区路基施工

我国高原地区分布广泛，高原冻土地区地基施工一直是高原公路建设的一个技术难题，本文以青藏高原某公路多年冻土区地基施工为例，首先介绍了多年冻土区病害特征，详细介绍了融沉问题和冻胀问题，最后总结了冻土地区路基设计的原则。     

多年冻土地区公路病害浅析

本论文以青海省S308线曲麻莱至不冻泉三级公路改建工程项目建设为依托,以该项目所在多年冻土路段的路基路面为研究对象,在项目建设过程中通过大量工程地质特性对路基路面病害成因及其防治措施进行分析研究,以期为类似工程项目提供一定的参考。     

解决青藏铁路建设中冻土工程问题的思路与思考

围绕青藏铁路冻土工程地质、气候变化对冻土及铁路路基稳定性、生态环境变化与保护问题,分析了青藏铁路工程建设中存在的冻土工程技术问题,提出了青藏铁路建设中应对这些问题的新思路,采取积极保护多年冻土的主动冷却路基的思路和动态设计思路,并给出了青藏铁路建设中下一步应思考和研究的问题。     

论多年冻土路基的施工

本文简单介绍了冻土的概念、分类以及冻土的特性,分析了多年冻土对路基的危害以及多年冻土地区路基工程所采取的设计原则,指出了施工工艺的正确选择是解决路基施工的技术关键。     

田桓铁路大前石岭隧道进口块碎石冻土成因机理

田桓铁路大前石岭隧道进口发现岛状多年冻土,该区域现在不具有发育多年冻土的气候、地理条件。根据对研究区的冰缘地貌现象分析,并对冻土采用不平衡U系法测年得知该冻土非现在气候条件下形成,而是形成于晚更新世末次冰期冰盛期,年龄为(12 279±79)年。现场对冻层测温表明该冻土是由于表面块石层气冷作用得以保持其热稳定性并保存至今,冻土表面7 m厚的块石层气冷作用使冻土温度平均降低约1. 5℃。开挖可能会破坏现有的热平衡体系,建议减少表层块石、碎石层的开挖。冻土测温加冻冰测年的方法为类似冻土研究提供了借鉴和参考,本研究成果可为田桓铁路建设提供了重要参数。     

半导体新型热棒的试验研究及分析

冻土作为四相土体,其物理性质较为复杂,而且对于温度具有很高的敏感性,周期性的温度变化会使冻土路基发生冻胀融沉等病害。因此,在冻土地区修建铁路、公路一直是世界性的难题。在青藏铁路工程中,为了防止多年冻土的融化,维持多年冻土的稳定,热棒路基被广泛采用。众所周知,热棒只能在寒季工作,而暖季不工作。基于热棒的工作原理,再结合半导体制冷的原理,在暖季对热棒的冷凝段加入人工制冷装置,使其温度低于蒸发段的温度,从而驱使热棒工作,达到降低地温的目的。在风火山进行的试验表明,半导体新型热棒能够明显降低活动层的温度,有望在今后冻土区的铁路、公路工程建设中发挥良好的效果。     

青藏高原多年冻土区建筑基础工程施工和质量控制及环境保护

青藏高原多年冻土区冻土是一种对温度极为敏感的土体介质,冻土具有流变性,其长期强度远低于瞬时强度特征.按其特点把冻土分为三层:上面一层叫冻融层;下面一层叫永冻层,也叫冻结层;上下两层之间冻土为冻融相变混合层,冻土上限随气温不同发生上下移动,暖季冻融层厚度增加,永冻层厚度减小;寒季则反之.在冻土区修筑工程构筑物,其基础面临两大危险:寒季冻融层冻结,发生冻胀;暖季冻融层融化,发生融沉.同时,冻土区施工,还面临着生态脆弱,原有植被一旦破坏,很难恢复施工.为此,在冻土区的建筑工程基础施工时,注重多年冻土层的保护和基础工程的技术创新及质量控制,以克服地基融沉与冻胀所引起的基础变形与不稳定;同时,注重冻土区自然生态的保护和植被的恢复,多种新技术并用,以使青藏铁路与原有的生态完好的共存,保障青藏铁路的正常运营.     

青海省柴木铁路草皮移植及种植草路基防护施工工法

本文结合柴达尔至木里铁路工程实际,在多年冻土湿地地区修建铁路,冻土湿地路基结合热棒等冷却地基的工程措施,辅以种植草或移植草皮进行防护,可以取得明显的保护冻土和冻土环境的效果。     

冻土区典型热融滑塌地温变化及防治效果模拟

冻土地区斜坡的稳定性很大程度上取决于坡体内温度场的分布状况.在野外观测数据无法完整的反映出热融滑塌发展过程中斜坡温度场分布的情况下,结合青藏公路K3035热融滑塌的气候及工程地质条件,应用有限元方法进行了滑塌过程温度场分布的数值模拟,并与实际观测资料进行了对比,进一步讨论了在滑坎位置填埋碎石的工程防治措施的效果.结果表明滑坎位置下多年冻土不稳定,容易导致斜坡的进一步滑塌,而防治措施能有效遏制滑塌趋势.     

立足科研 冻土扬威——访中国科学院寒区旱区环境与工程研究所研究员李东庆

李东庆博士主要从事冻土及寒区道路工程和含天然气的海底软土工程特性方面的研究工作。在有关多年冻土退化，冻土工程模型试验与冻土冻融过程数值仿真、冻土路基工程应用技术等方面的研究工作中取得了创新性的成果，对多年冻土地区路基稳定性的影响因素和不同路面类型与不同路基高度对路基下多年冻土的影响程度进行了详细的模拟分析研究．     

多年冻土地区常见的路基病害及整治措施简介

青藏高原分布有大面积的多年冻土和季节冻土,在冻土区进行道路工程建设过程中,冻土问题是影响和制约整个工程建设的关键因素.本文作者通过检索查阅多年来相关问题研究的文献资料,结合多年的勘察设计经验,简单总结了多年冻土区常见的路基病害、路基病害整治工程遵循的原则及常用的整治措施.     

高纬度林区多年冻土片块石路基降温效果及变形特征

在边坡滑塌、不均匀沉陷等路基病害极易发生的多年冻土区,片块石路基是一种常见的路基结构,而其在高纬度林区的应用研究还相对较少。本文针对高纬度林区多年冻土体积含冰率高、对温度变化敏感等特征,以高纬度林区某段公路多年冻土片块石路基工程为例,建立冻融循环热力耦合数值模型,分析了片块石路基温度场和应力-应变场的变化规律,研究了路基冻胀融沉的热力学机制。结果表明：高纬度林区多年冻土片块石路基的温度场,在地下2 m内受地表温度影响显著,而地下2 m以下受影响较小,温度稳定在-1.5 ℃。多年冻土片块石路基的变形以融沉为主,在11月达到最大值,为13.5 mm;而冻胀量在4月达到最大值,为7.5 mm。路基融沉主要归因于冻土的融化,而路基冻胀是由于路基结构本身的冻胀变形引起的。因此,在高纬度林区多年冻土路基采用片块石冲压层和填筑层的结构是可行的,对路基下冻土起到良好降温效果的同时,路基的变形量也控制在了规范要求范围内。     

多年冻土区桥梁抗震研究进展

本项研究从冻土场地效应、冻土对桥梁地震响应的影响、冻土与桥梁结构相互作用3个方面总结了冻土区桥梁抗震的多年研究现状,旨在推动多年冻土区桥梁抗震理论的发展.结果表明:冻土场地地震效应显著,目前多年冻土区桥梁抗震设计中未充分考虑冻土场地效应的影响,且缺乏相应的抗震规范依据.大量数值分析结果显示,季节与多年冻土层均对桥梁地震响应产生显著影响,而目前多年冻土区桥梁结构-冻土体系的耗能机制及破坏特征的研究不充分,仍需大量震害调查和试验研究.对于多年冻土区桥梁工程广泛采用的桩基础形式,冻土层的存在使得地震作用下桩-冻土相互作用机理复杂化,桩-冻土相互作用理论计算模型有待完善.桥梁抗震分析中未充分考虑冻土水热效应的影响(冻土随温度和含水量等水热特性变化引起的力学性能的改变).上述问题都是今后多年冻土区桥梁抗震研究需重点关注的方向.     

多年冻土路堤水平排水板的作用机理与试验研究

为了解决青藏高原的冻土浅层雨季雨水下渗和蒸发所产生的冻土冻胀与融沉问题,在青藏高原开展水平排水板结构性路基和普通通风路基的原位模型对比试验,并从理论上探讨水平排水板在多年冻土路基中浅层重力排水和结构加劲的作用机理,确定水平排水板的铺设参数;运用光纤监测技术对水平排水板在多年冻土路基中的变形进行监测,对比分析水平排水板铺设与否这2种条件下冻土路基变形监测结果.研究结果表明:铺设水平排水板缩短了冻胀变形的冻结期,延长了相对稳定的稳定冻结阶段,减小了冻胀变形范围和冻胀变形;在铺设水平排水板的路基段,最大融沉变形为3.7 mm,累计最大冻胀变形为5.7 mm,而在未铺设水平排水板的试验路基段,最大融沉变形为3.1 mm,累计最大冻胀变形为9.2 mm.水平排水板在冻土路基工程中,可以有效控制雨水量在路堤下的下渗,减小雨水下渗量所带来的多年冻土路基的冻胀变形.     

青藏铁路中的科技之光

“世界冻土工程博物馆” 青藏铁路格尔木至拉萨段,是目前全球穿越永久性冻土地带最长的高原铁路,这条铁路处于多年冻土区的线路就长达550公里.而冻土对温度极为敏感,随着温度的变化,它会“发胖”或“变瘦”.     

多年冻土区级配改良结构性路基热学机制

提出在青藏高原多年冻土上修建路基的一种新型结构——级配改良结构性路基，即通过路基填土的粒径级配重组和水平排水板的结构改良，改善路基的热效应，并建立级配改良结构性路基模型；根据粗砾石的Balch效应和级配改良粗粒层自然时流效应，分析级配改良结构性路基保护多年冻土的热学工作机制；依据级配改良结构性模型路基的尺寸和热力学参数，采用有限元数值分析方法，建立有限元分析模型。在年增温率为0．04℃／a条件下，20a内级配改良结构性路基与地质体的温度场有利于冻土保护，路堤冻土上限抬升后的变化幅度与天然场地冻土上限的下降幅度一致，有利于减小不均匀的融沉变形，减少路基不均匀沉降开裂。研究结果表明，级配改良结构性路基具有良好的保护冻土的功能，是一种简单有效的路基结构形式。     

青藏铁路低温热管应用的能量基础条件

针对青藏铁路冻土路基工程中广泛应用的低温热管,研究了其工作的能量条件和工作效果.依据观测数据对低温热管的降温效果进行了分析研究,并采用有限元方法,在实测数据作为边界条件的基础上对低温热管的30年长期工作效果的变化趋势进行了数值模拟研究.对实测数据的分析以及数值模拟计算的结果都反映出相同的趋势:热管的应用有效地降低了土体温度,并在长期工作中能够持续降低土体温度.研究表明,在气温升高趋势下,低温热管应用于寒区工程的能量基础条件未有重大改变,并能够在30年的寿命期内持续地发挥作用,使应用这种热管的冻土区路基工程热稳定性得到保证.