青藏铁路多年冻土区路堑边坡病害特征及防治措施分析

青藏铁路格拉段多年冻土区共有路堑边坡78处,长约15.6 km,其稳定性直接关系到线路安全运营。根据现场调查,分析其稳定性状况、病害形式、影响因素及机理,讨论防治措施的合理性。结果表明:先后有15处出现病害,其中4处失稳,病害问题值得重视;病害形式包括坡面冲刷、纵向裂缝、防护结构破坏、滑塌、坡脚鼓胀等;病害位置以边坡上侧为主,而非阳坡侧,堑顶是最薄弱的部位,发育过程表现为周期性和波动性的恶化;地表水和冻结层上水的热侵蚀及活动层冻融作用是病害的主要原因,病害机理包括地表水冲刷、滞水冻胀和冻融循环;经过运营期检验,无防护的坡面容易冲刷变形,封闭式锚喷混凝土面容易滞水冻胀破裂,轻型、柔性的骨架护坡和L型挡墙防护效果较好。     

多年冻土区路堑边坡防护试验研究

研究目的:目前,多年冻土区路堑边坡防护方面开展的试验研究较少,缺乏设计、施工和应用效果等方面的研究成果.基于青藏铁路北麓河试验段柔性护坡试验工程的地温和变形观测资料,分析了泡沫玻璃护坡和草皮护坡下的地温发展变化规律和边坡纵向变形过程,阐述了两种柔性护坡防护工程的应用效果,希望为多年冻土区道路工程边坡防护设计、施工提供科学依据.研究结论:泡沫玻璃板短期内具有较好的保温效果,可以减小季节融化深度,有利于边坡的稳定.但泡沫玻璃护坡段冻结期发生了较明显的冻胀变形,并导致泡沫玻璃在外力下的破碎和断裂.考虑到其易风化,抗变形能力和适应性较差,该种泡沫玻璃不宜在多年冻土区路堑边坡防护工程中推广应用.草皮护坡段下的季节融化深度较大,但草皮护坡整体上大部分比较平整,变形较小,其变形适应性较好,可能是比较适宜在多年冻土区路堑工程中应用的边坡防护形式之一.     

既有铁路黄土路堑高边坡变形成因分析及整治措施

以陇海铁路下行线K1562+180—300段路堑高边坡变形病害整治为例,论述地质概况,分析路堑边坡变形病害成因及其破坏特征,提出路堑边坡整治原则,分析变形边坡监测数据,提出2种整治方案。在对既有铁路黄土路堑边坡变形病害调查、研究和分析基础上,对比和分析2种整治方案,采用方案二对路堑边坡开挖减载并辅以浆砌片石防护进行整治,对类似工程具有借鉴意义。     

路堑高边坡的工程和环境问题及对策

路堑边坡工程要适应坡地地形地质和环境特征,否则会导致边坡过高过秃,酿成工程和环境灾害。本文针对路堑高边坡的工程和环境问题,分析了路堑边坡高度与支挡工程的关系,边坡的高度与平均坡度、坡面形态的关系以及边坡防护与生态环境的关系,论述了坡脚支挡工程的收坡作用,挖方边坡逐级向上放缓的原理, 不同坡面形态对边坡工程的影响,以及边坡防护的绿色工程措施。据此提出路堑高边坡工程和环境问题的防治对策。基于边坡愈高愈缓的原理并顺应山坡形态来修建高陡的坡脚支档工程,并采用骨架(框架)加植被护坡。作为实例,论述了沪沽-西昌高速公路路堑高边坡病害工点的防治。     

朔黄铁路神池南站路堑地段护坡病害分析与边坡植被防护

介绍了朔黄铁路K2 410~K3 370深路堑地段护坡近几年反复鼓胀和沉陷的病害状况,并分析产生病害的原因,详细阐述边坡植被防护的必要性,提出综合整治边坡的具体措施。     

多年冻土区典型路堑边坡失稳病害的防治

研究目的:随着西部大开发的推进,我国在青藏高原地区修建了青藏铁路等工程,青藏公路的改建工程最近也在展开,这两条线路穿越了550 km的多年冻土区.青藏铁路路基自2001-2002年修完以来已有五六年的时间,从2006年7月开始试运营到现在也有将近2年的时间了.笔者在2007年8月底和9月初对青藏铁路格拉段多年冻土区路基状况作了一个全面的调查,在调查中发现了不少问题,其中路堑的问题最为突出.研究结论:依据这次调查中病害严重断面,以K 1 115断面和K 1 128断面为重点分析断面,结合2008年3、4月份调查的钻孔的水文地质资料和多年冻土地区的特殊环境,判断人为上限形态,依据冻土强度室内试验和经验公式,对路堑边坡进行稳定性分析,指出路堑边坡病害的病因和提出防护措施.     

浅谈膨胀岩边坡病害

文章依据膨胀岩的膨胀特性,结合有关调查资料.分析了膨胀岩(边坡)各类病害的形式与原因,并提出膨胀岩边坡的防护原则和防护措施,对了解和整治膨胀岩(边坡)病害有一定的指导作用.     

考虑非对称冻结的塔杆基础模型实验研究

多年冻土区的地基土经常受冻胀的影响,但由于斜坡或边坡的存在,塔杆不仅存在拔起还同时存在侧向偏移现象,其病害机理倾向复杂化.为研究多年冻土区临坡塔杆桩基位移变化以及桩周路基土的温度规律,基于模型实验,研究路基在持续非对称冻结情况下塔杆桩基周围的温度场分布以及桩位移变化规律,并发明和试验一种非对称扩底锥形桩.研究结果表明:...     

片石混凝土抗滑挡土墙在顺层路堑边坡防护中的应用

顺层路堑在铁路工程中属于不良地质路基，为确保行车安全应进行边坡加周防护。当采用刷方放缓边坡坡度或分级防护等措施较困难，且边坡前缘剩余推力≥0时，可于坡脚设置片石混凝土抗滑挡土墙进行加固防护。结合武广客运专线实例，详细陈述了片石混凝土挡土墙在顺层路堑边坡防护应用中，如何进行边坡剩余推力的计算及挡土墙的稳定性检算。     

大兴安岭多年冻土区输油管道工程水土流失成因分析及防治措施

根据大兴安岭的地形、地貌、气候、土壤、植被等自然因素和输油管道工程施工等人为因素影响进行水土流失成因分析,提出多年冻土区水工构筑物的防冻胀措施以及易产生水土流失的重点区段和水土流失防治要点,并给出多年冻土区有效的水工保护措施,即边坡防护、管沟防冲刷、冲沟处理、排水导流等措施以及高含冰量多年冻土水工构筑物的结构形式。     

太中银铁路路堑边坡剥落病害分析

研究目的:黄土边坡剥落病害威胁铁路的安全,破坏边坡的生态环境。依据太中银铁路边坡实际调查资料,对黄土边坡剥落的分布特征及其特点进行了深入研究,根据剥落的形态对其进行科学分类,查明其发育规律,同时对其形成机理也作了初步解释,以便为黄土边坡剥落病害的下一步研究打下基础,为铁路边防治工程提供依据。研究结论:太中铁路沿线黄土高边坡剥落形式可分为片状剥落、层状剥落、古土壤层碎块状剥落、厚块状剥落、表层结皮剥落等几种。太中银铁路沿线边坡剥落现象分布呈现一定规律性:剥落多发生在坡面中下部,坡率越大越易发生剥落、存在极限坡率,剥落病害发生的向阳性和向风行。简要分析了剥落的机理及形成原因。     

青藏铁路清水河地区路基下伏多年冻土地温变化特征研究

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。     

多年冻土区路基的结构设计分析

研究目的:本文从分析冻土区路基表层的冻胀特征和底层的融沉特征入手,提出路基结构设计中冻土区路基表层的防冻胀措施以及低含冰量冻土和高含冰量冻土路基的防热融措施。研究结论:认为按地质和地温条件处理冻土,保持多年冻土上限不下降后,路基结构按“封闭系统”冻结条件进行设计,表层冻融层内用不冻胀的粗粒料填筑,其它部分按常规路基设计,即可满足多年冻土区路基结构功能的要求。     

卫星遥测高原冻土路基沉降变形研究初探

研究目的:高原冻土的不稳定性使进行冻土区路基变形监测分析极其重要,但受限于高原严酷自然环境条件,当前利用地面现场测量来分析多年冻土路基变形的方法,开展工作极为困难。卫星雷达差分干涉(D-InSAR)技术是近年来出现的无需地面现场测量作业,能够获得大范围地表覆盖区域连续点、线、面沉降信息的一种全新地表变形监测分析方法。针对特殊困难环境下高原多年冻土区路基变形监测与分析问题,讨论利用卫星D-InSAR"空间遥测"多年冻土区路基表面沉降变形的必要性、可行性和应用研究价值及意义。研究结论:在青藏高原这种特殊困难的自然地理条件下,采用卫星D-InSAR进行多年冻土区路基变形分析,对改善劳动条件、提高监测效率、减少费用、最大限度地减少极其困难的地面人工测量工作量,能起到明显的积极作用,对于高原冻土区国家重要基础设施长期监测系统建设有重要工程现实意义;利用D-InSAR获得的独特路基地表变形信息,可实现从大范围连续点、线、面3种角度,分析高原冻土路基变形的时空特征和规律,有望从空间全局的分析角度获得冻土路基变形新发现或新知识,从而为冻土路基稳定性评价提供新的科学依据,也为更深入地研究冻土工程变形开拓新思路。     

山区道路工程与环境协调的设计原理

研究目的：山区道路沿线自然环境脆弱，道路下程建设引发的急待解决的主要环境问题有：隧道排水导致山区水资源涸竭，路堑高边坡破坏植被，路堑开挖诱发工程滑坡，工程弃方引起水土流失。 研究方法：为解决这些工程环境问题，从工程与环境的相瓦作用出发，归纳了相应的与环境协调的设计原理。 研究结果：（1）通过建立隧道工程与水环境的相互作用链，提出基于水环境平衡的隧道“以堵为主”的防排水设计原理，以防治洞顶水环境灾害和隧道水害；（2）通过分析边坡高度与支挡工程的关系和边坡防护与生态环境的关系，提出控制路基边坡高度的支挡收坡设计原理，为路基高边坡的防治提供对策；（3）通过分析路堑边坡的工程路径与坡体岩土的响应，将传统的自上向下开挖再自下而上支护的工程路径更新为自上而下分级支护和坡脚预加固工程路径的路堑边坡设计施工新理念，以保持开挖坡体的稳定；（4）针对工程弃方所致环境问题，提出沟头填垦的工程弃方开发性处理原理。 研究结论：上述道路工程与环境协调的设计原理可从源头上控制主要的道路工程环境问题。转变固有的设计观念，更新为与环境协调的设计理念，需要一个深化认识的过程。加之这些道路工程与环境协调的设计原理还尚待完善，因此能引起同行对道路工程环境问题及其设计对策的关注，就达到了本文的目的。     

青藏铁路多年冻土区路基结构的动力分析

研究目的:本文对青藏铁路冻土路基在列车荷载下的结构动力进行了分析研究,为多年冻土区路基工程设计和铁路运营安全分析提供了依据。研究方法:以青藏铁路清水河多年冻土区试验段路基结构为工程背景,利用列车——轨道二维动力模型得到的道床底部列车荷载激励曲线,对冻土路基结构进行有限元时程反应分析,探讨冻融状态下路基的列车振动荷载效应。研究结论:无论是暖季融化还是寒季冻结状态,列车振动荷载产生的土体压应力都大大高于静荷载,车速对土体动应力反应有明显影响;冻结状态下,路基中下部土体的动力反应较大,而暖季融化时路基顶部土体对动应力有较显著的放大作用,因此,在工程设计和运营养护时应有针对性地对结构进行加强。     

路堑风吹雪的观测与研究

研究目的:铁路风吹雪灾害中路堑是最易引起雪害的断面型式,有效避免和减轻路堑遭受风吹雪灾害,研究路堑断面型式与风吹雪的关系,对铁路雪害防治具有重要的理论意义与现实意义。研究结论:本文结合现场观测和有限元模拟分析结果,得出路堑内风速总是较小,最易产生风吹雪堆积,路堑越深,在上风向堑坡坡脚处形成的涡旋减速区规模和范围越大,边坡上的临界储雪量越大,风雪流灾害发生的进程相对越慢,边坡越缓,形成的涡旋减速区规模和范围就越小,较缓的边坡有利于减轻路基面风吹雪积雪灾害,但较缓的边坡相应的工程量成倍增大,从工程灾害安全与经济效益两方面来考虑,边坡坡率的选择应同时考虑其他雪害防治措施等因素。     

青藏铁路多年冻土工程的探索与实践

研究目的：青藏铁路格尔木一拉萨段全长1142km，是世界上海拔最高、跨越高原多年冻土地段里程最长的铁路，沿线自然环境恶劣，地质条件复杂，工程技术难度大，环境保护要求高，建设过程中面临着许多技术难题。文章从青藏高原多年冻土区特点及主要工程问题，科技攻关工作与采取的措施，所取得的主要阶段性成就等几个方面，对如何更好解决在高海拔多年冻土区修建铁路这一难题，把青藏铁路建设成为“世界一流高原铁路”，进行了深入的阐述，同时提出了需要进一步深化研究的问题。 研究结论：文章经过系统分析和研究，查清了线路通过地区多年冻土的热稳定性、含冰量和不良冻土现象的分布和变化规律，为攻克冻土难题提供了可靠的基础工作保证。对路基工程提出了“主动降温、冷却地基、保护冻土”的设计思想、治理原则和具体工程结构类型。     

The Reinforcement Analysis of Prestressed Anchor Frame Beam in the Deep Cutting Slope under Three Dimensional Strong EarthquakeEI北大核心

Research purposes: In order to further study the reinforcement of prestressed anchor frame beam in the deep cutting slope under three dimensional strong earthquake, a model of the deep cutting slope is built through FLAC 3D simulation software, the seismic wave to the model from three directions of x,y and z is input, and the dynamic response of the slope is analyzed. Then, the prestressed anchor frame beam reinforcement measures are applied to the model, and this paper analyzes the reinforcement effect of the prestressed anchor frame beam to the deep cutting slope under three dimensional strong earthquake. Research conclusions:(1) The prestressed anchor frame beam has a good effect on restraining the horizontal displacement of the deep cutting slope. (2) Under the three dimensional strong earthquake, the prestressed anchor frame beam has a good effect on the horizontal acceleration and horizontal velocity of the deep cutting slope, which reduces the peak of horizontal acceleration and horizontal velocity. (3) Through the comparison of the response before and after the reinforcement of the prestressed anchor frame beam is given under the 9 degrees three dimensional strong earthquake, it can be concluded that the prestressed anchor frame beam can provide good reinforcement effect to the deep cutting slope. (4) This research can be used for reference to the earthquake resistance of the slope engineering. © 2018, Editorial Department of Journal of Railway Engineering Society. All right reserved.     

Research on deformation failure mode of slope diseases caused by earthquakeEI北大核心

Research purposes: The slope diseases caused by earthquake are different from other types of slope diseases in general. They have various mechanism and deformation failure modes and can cause large damages. In order to prevent and control these diseases pointedly, based on investigations of 3 slope diseases along the Wenchuan-Yingxiu Road influenced by the "5·12"Wenchuan Earthquake, the analyses and researches were made and done on the slope diseases types, slope structures and mechanism to summarize the deformation failure modes of slope diseases caused by earthquake. Research conclusions: (1) The main types of slope diseases include the collapse, landslide, slumping, fault and rockfall. Collapse is the major disease, up to 71% of the total slope diseases. About 80% diseases happens to rock slope. (2) The deformation failure modes of collapse have 8 types like pull cracking and falling.Landslide has 5types like pull cracking, shearing off and sliding. Slumping has 2 types of shaking loose and slumping. Rock falling has 2 types of throwing and dropping. Disorder falling has 1 type of shaking to crimping. (3) This research result can provide the reference to prevention and control of the slope diseases caused by earthquakes along railways and roads.