伊嘉公路五汤段岛状冻土路基稳定技术方案

伊嘉公路五营至汤旺河段岛状冻土层上季节活动层主要为淤泥质粘土、草炭土；上部岛状冻土主要为淤泥质粘土，粘土属不稳定冻土；下部为中粗砂砾土，属稳定冻土。以含冰量划分分别为富冰冻土、饱冰冻土、含土冰层，属于不稳定冻土；少冰冻土、多冰冻土层属稳定冻土。按融沉性来划分主要可分为融陷、强融沉、融沉，属于不稳定冻土；弱融沉和不融沉土层属稳定冻土。其地质柱状及描述如图1所示。     

高寒冻土区路基变形演化规律与破坏特征

为进一步研究高寒冻土区路基变形破坏演化过程,以漠北公路K6+200断面处的高温高含冰量冻土区路基和K8+200断面处的低温高含冰量冻土区路基为研究对象,在路基不同部位和路基下不同深度处土体埋设温度传感器和变形传感器,研究了高纬度、高寒冻土区不同冻土条件下路基实测温度和变形演化过程及其特征。研究结果表明:在高温高含冰量冻土区,在公路建成2年后,路基下出现了明显的融化盘偏移现象,新建宽幅路基呈现出明显的横向不均匀变形特性,路基下形成了2个融化盘,其中一个明显向路基坡脚处偏移,左坡脚和路中冻土上限明显下降了3~4m,路基下原天然地表处沉降达4~9cm,而路肩处冻土上限基本保持稳定;在低温高含冰量冻土区,在保证一定路基高度的条件下,除了建成初期路基土体存在一定的变形(工后沉陷)外,由路基下多年冻土不均匀融化导致的变形很小,因此,在低温冻土区公路路基稳定性相对较好。可见,研究结论进一步阐释了高温冻土区路基、路面变形严重的成因,为高纬度、高寒冻土区路面结构抗融沉破坏设计和病害防治提供了参考,揭示了高温多年冻土区路基纵裂、沉陷等不均匀变形破坏的特征和成因,相比高温多年冻土区,在保证一定路基高度下低温多年冻土区路基具有相对良好的稳定性,这一结论对于高纬度、高寒冻土区不同冻土条件下冻土路基的设计及病害防治具有重要意义。     

冻土地区桥梁桩基础的施工技术

在冻土区进行公路桥梁基础工程施工时,由于地基的冻融作用,很容易对桥梁产生各种不良影响。鉴于此,对冻土区地基的工程特性进行分析,探讨冻土地区公路桥梁桩基础工程的具体施工技术,可为冻土地区桥梁桩基础的施工提供参考。     

多年冻土区公路路线选择分层目标法

为了进行多年冻土区公路路线设计,以多尺度效应理论为基础,提出了基于保护冻土由粗到细、由面到带、由带到线的分层目标选线方法,构建了理论模型。结合不同地形地貌、既有工程、构造物与建筑物在不同比例尺下的表现形态,给出了分层目标法的层次划分,确定了每个层次下公路路线选择的影响因素。考虑路线节点重要度和地形地貌的影响,给出了第1层次下多年冻土区选线模型。利用公度原理给出了第2层次下平均海拔、平均坡度、年平均地温、冻土分布、融区构造和既有工程等影响因素的标度分级,并构造了第2层次下多年冻土区公路选线困难度模型。综合考虑冻土地温、冻土含冰量、冻土病害和植被覆盖带来的冻土危害,同时兼顾多年冻土区既有工程的热干扰,构建了第3层次多年冻土区公路选线可靠度模型。以青藏高原多年冻土区秀水河至雅玛尔河段为例,运用分层目标法进行了公路选线。研究结果表明:运用分层目标法确定的路线方案可以准确避绕高病害率的冻土区域,避开既有工程的相互干扰,从而获得工程困难度低、可靠度高的路线方案。     

冻融作用对边坡稳定性的影响浅析

针对季节性冰冻地区春融期间路堑边坡的浅层滑塌破坏,分析了冻融作用对边坡稳定的影响、冻融滑坡的形成机理及影响因素,给出了冻融滑坡稳定系数的计算公式,并通过工程实例分别计算了边坡在正常工况、冻融状态下的稳定系数,说明在冻融状态下路堑边坡稳定系数会明显降低,造成边坡失稳。提出了边坡冻融破坏的几种防治措施,得出了应充分注意冰冻地区的特点,加强土体强度指标试验及排水、防护设施设计、施工等结论。     

浅谈多年冻土地区路基施工

多年冻土地区路基施工前应该详细调查沿线冻土分布、类型、冻土上下限、冰层上限、地面水及有无其他热融(湖)塘、冰丘、冰椎等不良地质路基地段情况。由于各永冻区的自然条件和土壤冻结条件差别显著,所以很难有统一的路基施工方案,施工方法应根据设计对土基冻融状态的要求而选定。     

寒区公路土质路堑边坡冻融滑塌机理分析

根据寒冷地区公路土质路堑边坡冻融滑塌的实际情况,总结了土质路堑边坡冻融滑塌的表现形式,分析了土质路堑边坡冻融滑塌的机理,最终对季冻区高等级公路边坡防护提出了合理化的建议。     

公路路基边坡冻融滑塌防治施工工艺

新疆公路路基边坡经常出现坡面冲蚀、浅层冻融滑塌、防护工程损坏、滑落等病害。本文提出了一种新的路基边坡冻融滑塌防治施工工艺,可供有关防护设计与施工参考应用。     

冻土区桥梁桩基的施工处理技术

冻土区的桥梁桩基容易受地基冻融作用和不良冻土的影响而产生各种工程病害.对冻土地基的工程特性进行了分析,并对冻土区桥梁桩基的具体施工处理技术进行了探讨,提出在冻土区桥梁桩基工程中,无论是设计还是施工,都应该进行认真的计算与分析,合理选择适合冻土区施工的技术工艺和机械设备,全面保证桥梁桩基础施工的整体质量.     

桥梁工程的施工质量管理

冻土高寒地区冬季长、寒冷,夏季短、炎热,昼夜温差大,降水量少,空气干燥,春秋频发风沙,这种特殊的气候类型导致冻土高寒地区桥梁结构产生独特的病害特点。桥梁墩台受冰雪、冻土反复形成与融化过程的影响极易产生开裂、倾斜的情况,内部钢筋也更易锈蚀。泄水管道、桥孔等具有排水、泄洪功能的结构,也因春秋季频发的风沙而受到巨大影响,不能正常发挥作用。桥梁结构的混凝土在各种因素如冻土、温差大、雨雪、冻土、反复冻融的影响下更易产生大裂缝,随着裂缝的扩大,也会进一步导致结构内部混凝土的碳化与钢筋的腐蚀过程加快。冻土高寒地区气候日益变暖、季节性冻土冻结的时间减少、冻土层越来越浅,冻土层受桥梁基础施工等因素干扰会导致桥梁基础倾斜,地基冻土下沉、融化,以至于使桥梁的承载能力受到影响。     

漠北公路冻土段路基沉降及地温观测方法

结合漠北公路冻土段路基沉降及地温观测的工程实践,介绍了高纬度多年岛状冻土区路基施工中沉降及观测的必要性,通过工程实例,细致阐述了不同融沉等级冻土段落沉降及地温观测设置的要求和方法,及对观测数据的分析方法,从而为冻土处理这一世界性技术难题的最终破解积累了经验。     

永久性岛状冻土区路基施工温度测控技术研究

永久性冻土隔热层遭到破坏,导致冻土融化引起的道路路基不均匀沉降是影响路基稳定性的主要因素。因此,路基施工首先考虑如何控制多年冻土层保护和正确评估冻土发生融化后的变形量。通过对冻土温度监测,为路基施工提供科学技术依据,提前做好施工方案、施工技术的相关准备,努力实现保护冻土隔热层、不破坏冻土结构和减少扰动冻土等目的基础上进行施工。     

基于含冰量的冻结砂土-混凝土接触面蠕变特性

保证高含冰量冻土区桩基础的长期稳定性是多年冻土区桥梁桩基础安全服役中的关键问题,为研究含冰量对冻土-混凝土接触面蠕变特性的影响,采用自行研制的大型蠕变剪切仪,在-2℃条件下开展含冰量为6%、12%、16%、23%、36%、60%、80%的冻结砂土与混凝土接触面蠕变试验.试验结果表明：在恒定的剪应力作用下,除含冰量为6%试样出现加速蠕变外,其他试样仅出现衰减蠕变及稳定蠕变2个阶段;随含冰量的增大,试样黏性变形占比增大,含冰量为80%试样的黏性变形超过总变形量的80%;稳定蠕变速率受到干密度及含冰量的综合影响,含冰量为16%时稳定蠕变速率最小;Burgers黏弹性模型能较好地模拟高含冰量冻结砂土-混凝土接触面蠕变曲线;随着含冰量的增大,初始剪切模量和稳定蠕变阶段黏滞系数先增大后减小,初始蠕变阶段的渐进剪切模量呈幂函数减小,初始蠕变阶段黏滞系数呈幂函数增大.     

多年冻土路基病害和几种防治措施比较

引言多年冻土(permafrost),又称永久冻土,指的是持续三年或三年以上的冻结不融的土层。西藏是中国最大冻土分布区之一,也是世界上中低纬度地区海拔最高、面积最大的冻土区。冻土的危害在于其冬冻夏融产生不均匀的冻胀和融沉,从而造成路基变形、沉陷、翻浆等病害。西藏地区高海拔、中低纬度的冻土地带,水文、地质、气象条件复杂,且具有地温高、厚度薄、热融发育的特点,对气温变化更为敏感,是困扰     

高海拔多年冻土区砂石路面公路的路基温度场特征

为了研究修筑公路对高海拔多年冻土层热状态的影响，开展了新藏公路多年冻土区路段沿线病害调查，在海拔5 400 m地带修筑了冻土地温监测断面与气象监测站点；对气温、地温、辐射强度进行了监测，依据监测结果计算了冻土上限处的热流通量，分析了多年冻土层地温变化特征；基于热传导和热扩散理论，建立了天然地基及普通路基下部多年冻土地温-深度理论预测模型。研究结果表明：多年冻土区公路病害主要由于沥青路面大量吸热导致，热棒、隔热层等主动、被动保护的手段虽有一定效果，但不能改变多年冻土的快速退化；研究区域天然地基与路基中心一天内温差最高达19.66℃,左、右路肩一天内温差最高为4.94℃,天然地基下深层多年冻土温度稳定在-6.0℃左右，路基中心下部深层多年冻土温度稳定在-5.6℃左右，路基下部相较天然地基温度变化更为剧烈，且等温层温度更高；研究区域的辐射强度在一天的10:00～18:00显著增强，在一年的3～6月为辐射强度的顶峰期，浅层地温主要受辐射强度的年周期变化影响；天然地基、路基中心、阴坡路肩与阳坡路肩下部多年冻土层年热流通量依次为-4 001、-14 649、-4 487与58 303 kJ·m     

多年冻土碎石桩复合地基处理技术研究

冻土地区公路工程施工,由于地基的冻融作用及其他不良冻土现象的影响,通常会产生各种工程病害,进而影响工程质量。碎石桩的复合地基施工技术,通过碎石桩及桩间土的共同作用形成承载力较高的复合地基,改善土的物理力学指标,提高地基土的承载力,减少地基土的压缩变形,并消除路基下多年冻土的融沉和不均沉降等病害。     

冻融循环作用下路基土抗剪强度变化规律分析

季冻区路基冻融现象严重威胁着公路运营安全,其根本原因在于冻融作用会导致路基土力学参数变化。选取三种不同土样,通过三轴试验,测试得到了不同冻融循环次数下路基土抗剪强度的变化规律,为季冻区路基材料选取提供依据。     

高原冻土区路基施工技术及质量控制措施

高原冻土区的气候和地质特点，给公路施工带来了很大的困难。鉴于此，结合工程实例，分析了高原冻土区路基施工技术和质量控制措施，可为高原冻土区路基施工提供参考。     

黑北公路冻土特征及治理

黑北公路属于岛状多年冻土区，经黑龙江省勘察设计院及中科院寒区旱区环境与工程研究所勘测，最终确定冻土23段。多年冻土处于强烈退化状态，年平均地温较高，冻土热稳定性极差，对人为外界热扰动响应非常敏感，微弱的热影响都会导致其发生很大的变化。冻土的处理是保证黑北路质量的重要部分。     

高原冻土区路基边坡防护措施探讨

在公路工程中,路基边坡的稳定性非常关键。尤其在高原冻土区,有效的边坡防护是保证高原冻土区公路使用寿命和使用性能的重要前提。结合工程实践经验,对高原冻土区路基边坡防护的几种主要措施进行了探讨,可为相关施工提供参考。