国道214沿线路基下伏多年冻土热状况长期变化分析

基于埋设在青藏铁路清水河地区路基中两个断面内的共8个地温测试孔3年来的地温观测资料,研究了该地区铁路路基下伏高原多年冻土融化特征,分析了多年冻土上限的变化规律以及填筑铁路路基施工对下伏多年冻土赋存条件的影响。研究表明,由于受到填筑路基时赋存在路基填料内的热量的影响,铁路路基下伏多年冻土近地表的地温变化特征与天然地面下的多年冻土的地温变化特征有明显的不同,且向阳面与被阴面差别较大。多年冻土的上限在施工初期会有一个明显的下移沉降,随着时间的推移,虽然残存在路基中的热量逐渐消散,多年冻土上限下降会逐渐稳定。由于受到太阳辐射和路基边坡形状及融化夹层的影响,多年冻土上限会逐渐稳定,但不会在短时期内上升到天然地面下多年冻土的上限水平。

研究目的:分析青藏铁路施工区多年冻土上限的变化规律以及填筑铁路路基施工对下伏多年冻土赋存条件的影响。研究方法:系统分析埋设在青藏铁路清水河地区路基中2个断面内的共8个地温测试孔3年来采集的地温观测资料,研究该地区铁路路基下伏高原多年冻土融化特征。研究结论:由于受到填筑路基时赋存在路基填料内的热量的影响,铁路路基下伏多年冻土近地表的地温变化特征与天然地面下的多年冻土的地温变化特征有明显的不同,且向阳面与被阴面差别较大。多年冻士的上限在施工初期会有一个明显的下移沉降,随着时间的推移,虽然残存在路基中的热量逐渐消散,多年冻土上限下降会逐渐稳定,但由于受到太阳辐射和路基边坡形状及融化夹层的影响,多年冻土上限会逐渐稳定,但不会在短时期内上升到天然地面下多年冻土的上限水平。

国道214姜路岭至清水河段是多年冻土最为发育的路段,本文对该路段多年冻土进行工程地质评价。为工程设计、施工及维护提供指导,减少冻融灾害对工程的影响,并为保护冻土环境提供科学依据。

植被是维持青藏高原多年冻土地区生态系统平衡的关键因素。根据多年来观测调查资料,分析了青藏公路沿线植被的种类、类型及其特征,提出青藏公路沿线最普遍的三类植被是高寒草原、高寒草甸和高原沼泽群落,沿线植被生存环境极为脆弱,一旦破坏,很难恢复。通过样方数据揭示:除取土坑外,公路建设对植被的影响范围一般不超过公路界外50m;受公路建设的干扰,公路两侧草原植被受到了一定程度的破坏,有明显的退化现象。

在全球气候变暖的背景下,青藏铁路沿线多年冻土目前处于退化状态,冻土退化将会对线路的稳定性产生影响,为解决这一问题,收集青藏铁路沿线多年冻土区冻土上限的观测数据,并比较2007年和2015年的数据,分析填土路基断面冻土上限特征,探讨减缓路基工程变形的工程措施。结果表明:青藏铁路多年冻土区填土路基人为上限有所抬升；由于线路存在左右侧阴阳坡的差异,致使两侧路肩以下人为上限形态差异性更加明显,并且冻土升温退化显著；对于青藏铁路多年冻土区路基,在工程边坡铺设碎石有助于应对气候变化引起的多年冻土退化导致的路基工程变形问题。

通过对国道317线阿索至中仓公路多年冻土路段工程地质钻探资料进行分析,确定了多年冻土的典型特征,综合多年冻土公路路基病害特征,提出该路段多年冻土路基设计对策,为类似工程提供参考与借鉴。

214线退化性多年冻土地区试 验路设计 摘要：为研究在退化性多年冻土地区修筑公路的可靠性，在214 线k309+000～k34+000全长15km内选择不同退化多年冻土类型，采用 不同的路基高度、路面结构型式进行试验研究，着重讨论了214线退 化性多年冻土地区路基、路面修筑技术研究课题修建试验路中，试验 路段的选择和地质条件分析及路基路面，观测网的研究、设计。 关键词：退化性冻土试验路设计 1引言 国道214线鄂拉山至清水河段，经过勘察，多年冻土区跨越里 程313.3km，其中连续多年冻土92km，不连续多年冻土147.3km，冻 土总里程239.3km。 在全球大气环境转暖，高原冰川后退，雪线上移，以及铺筑黑 色沥青路面施工等人为活动的影响下，在公路沿线冻土已发生明显退 化。在国内，以往研究冻土对工程的影响是针对稳定状态的冻土为主 要对象，包括青藏公路的

结合工程实际阐述了多年冻土特征及其路基病害,提出路基设计应采取保护冻土的设计原则,通过优选线路、抬高路基、设置砂砾路面、增设保温护道、完善排水系统等措施可防止或减缓病害的发生。研究成果可以为相关工程设计、施工提供借鉴。

青藏公路沿线工程和气候变化影响下多年冻土变化监测表明,多年冻土对工程活动和气候变化的响应过程存在着较大差异,不同年平均地温的多年冻土使这种差异变得更为明显.分析结果表明:气候变化下低温多年冻土变化要大于高温多年冻土,工程状态下低温多年冻土变化要小于高温多年冻土;气候变化引起的低温多年冻土变化要大于工程对其的影响,而高温多年冻土正好相反.造成这一结果原因主要是由于在工程建设完成初期,相对于气候影响,工程作用对多年冻土的影响具有放大作用,这使得工程状态下多年冻土对气候变化基本没有响应.按照气候影响下多年冻土温度年变化速率来推测,低温多年冻土表面温度升温到工程状态需要50a左右时间,高温多年冻土需要20a左右.6m深的低温多年冻土温度升温到工程状态需要20a,高温多年冻土仅需要5~8a.

拟建共和-结古高速公路位于青海省境内,全长639.02km,其中,苦海滩至黄河沿段(k336+000~k470+000)段长134km,大部分在海拔4000m以上,最高在长石头山垭口,海拔4535m.该段线路位于青藏高原东部,多年冻土发育的边缘地带.通过对线路的勘察资料分析,结果表明:多年冻土分布和海拔有很好的相关性,主要分布在长石头山垭口前后海拔4220m以上路段,局部海拔在4000~4220m湖相沉积细粒土地段存在残余多年冻土.沿线整段多年冻土处于退化状态,且北坡较南坡年平均地温低,南坡多年冻土退化严重.

由于热棒路基具有良好的降温效果,在青藏公路多年冻土区得到了应用,但是关于热棒路基设计参数的选择,目前主要还是基于工程经验。笔者根据青藏公路楚玛尔河地区热棒路基的现场观测资料,详细给出了热棒一个工作周期内的产冷量及实际耗冷量的计算方法。在设计时可根据路基的使用年限和所要求的上限抬升值求得其耗冷量,选取合适的安全系数可进一步得到产冷量,由产冷量与设计参数的关系式,从而确定热棒的间距和基本参数(蒸发段长度、散热面积、直径)。

本文分析了多年冻土地区公路路基病害特征及形成的主要原因,介绍了多年冻土地区的设计原则,提出了多年冻土地区路基病害的综合防治措施。

为研究寒区铁路路基水热动态过程,以北麓河地区路基试验段道砟覆盖路面、无道砟路面(砂砾路面)和天然场地的水分、温度、热通量和降水等数据为基础,分析铁路路基活动层水热宏观迁移规律、活动层水分累积情况及降水对路基热状况的影响。结果表明:路基活动层各深度地温随时间呈正弦规律变化,道砟层能够有效减少外部热量进入路基,道砟路面年平均地温和年较差明显低于砂砾路面;融化期间路基液态水和降水向下运移,冻结过程中水分向冻结锋面运移;夏季强降雨和持续降雨对浅层路基(高度<75cm)短期水热有明显影响,但路基长期水热受降雨影响不明显,也未出现明显水分累积;降雨入渗、地表蒸发伴随的液态水和水汽运移对铁路路基表层水热影响不可忽略。

多年冻土地区的路基施工——我国幅员辽阔，地质情况复杂多变，不良的地质条件n,k；4,--r--cf~-建设带来了较大的影响和隐患。冻土作为一种特殊地段其施工质量是十分重要的。本文从其引发的病害开始讨论；之后对其施工方法及要求进行阐述，供相关人员参考。

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我国幅员辽阔,地质情况复杂多变,不良的地质条件给公路工程建设带来了较大的影响和隐患。冻土作为一种特殊地段其施工质量是十分重要的。本文从其引发的病害开始讨论,之后对其施工方法及要求进行阐述,供相关人员参考。

以g214线第二合同段路基施工为例,对换填、片块石路基、xps板路基、热棒-xps板复合式路基施工技术作了重点介绍,并对上述工程措施的施工工艺、质量控制要点作了详细说明。

介绍了多年冻土水稳桩复合路基施工工艺操作要点、材料与设备以及安全及环保措施。

多年冻土(permafrost)又称永久冻土,指的是持续3年或2年以上的冻结不融的土层。其表层冬冻夏融,称季节融化层。多年冻土层顶面距地表的深度,称冻土上限,是多年冻土地区

介绍了多年冻土水稳桩复合路基施工工艺操作要点、材料与设备以及安全及环保措施。

浅析多年冻土地区路基施工时注意事项和具体要求，以减少路基由于病害产生的不利影响。

在广大的冻土地区,尤其是常年多风的冻土地区,空气与地面之间的热交换不仅仅表现为传导、自然对流和辐射。在风的作用下,地表上部空气的强制对流和表土层中的水分蒸发大大增强,对冻土层的热状况产生重要的影响。对于像青藏高原这样的冻土地区而言,地面上1.5m处空气的年平均温度要比下附面层底的年平均温度低3~3.5℃以上;同时,对于表土层潮湿的冻土地区而言,水分的蒸发也将会带走土体中的大量热量。从冻土地区风作用的概念———冻土地区的风降低地表温度、促进下伏冻土发育的作用出发,分析了影响冻土地区风降温作用的诸多因素,给出在强风、表土含水量大的条件下,风作用表现得非常显著的结论。然后,通过对比、分析青藏铁路北麓河试验段的2个工程实例,验证了风的作用对冻土温度状况的重要影响。最后,给出了风作用在冻土地区若干基础工程实践中直接或间接的应用,以及利用风的降温作用来保护冻土的工程措施的使用条件和局限性。