多年冻土地区路基

主要特点

多年冻土的表层，暖季融化，冷季冻结，称为季节冻融层。多年冻层的上部界限称为冻土上限，下部界限称为冻土下限。在天然条件下形成的上限称为天然上限，经过人为活动形成的新上限称为人为上限。多年冻土按垂直构造情况可分为：多年冻土上限和季节冻融层衔接的多年冻土；多年冻土上限和季节冻融层不衔接的多年冻土。多年冻土按平面分布情况可分为连续多年冻土和岛状多年冻土。多年冻土从工程角度分类，可按道路融沉等级划分为少冰冻土、多冰冻土、富冰冻土、饱冰冻土及含土冰层五类。冻土分类如下表，表中粗颗粒土是指碎卵石类土、砂砾、粗砂、中砂；粘性土包括亚砂土、亚粘土和粘土。表中W为冻土层总含水量；Wp为粘土含水量。多年冻土在上限以下3米内，如有厚度大于0.1米的含土冰层，或有厚度大于0.3米的饱冰冻土,则称该地段为厚层地下冰地段。多年冻土地区的地下水可分为:①冻结层上水。以多年冻层为底板，埋藏于上限界面以上的地下水。②冻结层间水。多年冻层内局部融化夹层中的地下水。③冻结层下水。埋藏于多年冻层以下，通常是承压水。 　在多年冻土地区修建道路有许多特殊的工程地质问题。其中最常遇到的问题是冻胀，不仅路基、路面有冻胀病害，房屋、桥涵也有冻胀病害。最突出的问题是热融沉陷，凡是接近地表有厚层地下冰的地段，由于设计、施工、养护不当，无论路基、桥涵、房屋，都容易因冻土热融而发生沉陷。在有厚层地下冰的斜坡上，道路挖方极易导致土体热融，沿融冻界面一块块向下滑移，形成热融滑坍。在冬季，冻结层上水由于土层冻结而承压，可形成冰丘或冰椎。冰丘是承压的冻结层上水只使地表产生隆起，并未突破上覆土层。冰椎是承压的冻结层上水突破上覆土层，冻结堆积于地表。修筑路基，如不注意冻结层上水的排除，往往产生冰丘和冰椎危害。此外，多年冻层构成广泛的隔水层,使表土层过湿,在低地、缓坡等处大量形成沼泽，道路通过冻土沼泽容易产生冻胀、翻浆、热融沉陷等病害。

在多年冻土地区修建道路，根据冻土温度、冻土类型、道路等级、路面要求以及施工期限等情况，可以采用保护冻土或破坏冻土的不同措施。一般说来，路基应有足够的填土高度，以避免冻胀、翻浆和热融沉陷等病害。取土坑应远离路堤坡脚，并作好取土、排水的设计与施工，以避免路肩陷裂、热融滑坍和冰丘、冰椎等病害。在白色路面下稳定的路基，铺筑黑色路面会因黑色路面吸热而产生新的热融沉陷，也应采取必要的措施。在有厚层地下冰的地段，应尽量避免挖方、低填和不填不挖断面，否则应采取专门的隔热防融和基底换填等措施。2100433B

利用离心模型试验研究多年冻土地区高路堤裂缝的形成机理。通过在离心机中设置制冷装置摸拟冻土区高路堤在冻融过程中路基体内应力-应变状态，水热状态的变化，从而对裂缝产生的条件、影响因素（如上限的不均匀变化，水分的影响等）给予分析，在此基础上继续进行防止裂缝出现的可能措施的离心模型试验，力争在裂缝产生机理的防治措施方面取得一定成果。 2100433B