多年冻土区公路路基融沉的治理

本文分析了大兴安岭多年冻土地区于1987年5月6日特大森林火灾过后公路路基融沉的主要原因，提出了袋装粘土封冻堵函洞基底与泡沫塑料保温等技术措施治理公路路基融沉的方法，并提出；在多年冻土地区进行大规模基建活动或营造林工程，一定要进行建设项目的环境影响评价。     

多年冻土地区路基不均匀融沉变形计算分析

针对多年冻土地区普遍存在的路基不均匀融沉变形现象,根据弹塑性固结理论,采用有限元方法对路基融沉变形进行计算分析,探讨了边界排水条件对路堤融沉变形以及路基表面水平位移的影响,并分析了地基融深和路堤高度对沉降的影响。研究结果表明,路基沉降随融深的增加而增加,排水状态的路基融沉变形比不排水的融沉变形大;路基融沉变形随路堤高度的增加而增加,路基是否排水对路基融沉变形和路基水平位移有显著影响。计算结果与实测值比较,所建立模型的理论计算值与实际观测结果基本一致,回归结果得出多年冻土地区路基融沉变形规律。     

冻土地区路基融沉变形对沥青路面结构的影响

采用有限元方法建立了路基发生融沉变形时沥青路面结构的轴对称计算模型,将融沉变形分别简化为二次曲线和余弦曲线,分析了融沉变形对最大拉应力点位的影响,重点讨论了融沉盆形状、半径、融沉深度等因素对沥青路面结构面层和基层最大拉应力的影响。结果表明:路基的不均匀融沉变形在路面结构面层顶面产生拉应力,成为面层破坏的主要原因;在基层底面产生较大的附加应力,将会造成基层开裂,因此在多年冻土地区的路面设计中应考虑附加应力的影响。     

多年冻土区路基融沉变形分析

基于UL描述的大变形固结理论和考虑相变作用的温度场,通过联系方程,建立了大变形融化固结理论。假定未来50年升温2.6℃的条件下,对路基运营若干年后的热、力学状况进行分析。结果表明;路基对冻土上限有一定的抬升。路基中心的变形最大,远离中心的地表处最小。路基变形随着融化范围的增大而增加。此外,不同运营时间的路基变形速率不同。随着年平均地温的升高,路基沉降也随之增大。     

季节性冻土路基融沉时的稳定性分析

运用ADINA有限元程序,对路基发生融沉时内部的应力和变形进行了计算分析.结果表明,路基发生融沉时,在均布荷载、偏心荷载作用下,路基的稳定性均较差.     

青藏公路多年冻土路基病害

根据青藏公路30年观测调查资料，分析不同时间段多年冻土地区公路路基病害的主要类型与特征。通过典型路段路基病害揭示，在全球气候趋暖的环境背景下，路基下多年冻土升温，冻土上限下降，冻土退化融化，由此导致的路基病害仍在发生、发展，路基病害以融沉为主，路基变形极不均匀。长期实践证明，传统的靠提高路堤保护冻土来保证路基稳定的方法有很大的局限性，应探索主动冷却路基的防治措施。     

季节性冻土地区路基的冻胀与融沉

在季节性冻土地区，路基经常发生翻浆和冒泥现象，对公路造成很大的破坏，其中主要是由于冻胀和融沉造成的结果。因此研究季节性冻土，最重要的是认识和掌握其冻胀和融沉机理。     

基于支持向量机的多年冻土路基融沉变形预测

多年冻土路基热稳定性差,工后沉降量大,路基病害较为严重。如果能够准确预测该类路基的工后融沉值,就可为工程建设提供重要的参考依据,从而提高该类路基的路用性能。为此,在对现有预测模型应用效果分析的基础上,首次将支持向量机应用于多年冻土路基融沉变形的预测中,提出了一种有效可行的新型预测方法,并以实际工程为依托,构建了基于支持向量机原理的多年冻土路基融沉变形预测模型。通过与实测值及其它预测模型的对比分析表明：该模型在预测过程中有效的避免了“过拟合”及“维数灾难”,人为干预较少,具有预测精度高,泛化能力强,预测结果稳定的特点,成功的解决了多年冻土路基影响因素多,样本数量少等带来的预测难题。     

多年冻土路基融沉数值模拟

为考察多年冻土路基在温度变化下的融沉问题,建立了相应的有限元模型。通过选取典型断面,在青藏公路实测数据的基础上进行了路基温度场计算模拟,其结果为后续的路基融沉提供了温度场-力学耦合计算的前提。路基融沉计算模型在导入温度场后,分别进行了自重作用和温度作用下的融深对地基沉降变形影响的计算。结果表明,不同的冻土融深对沉降变形影响不同。多年冻土地区修建公路,应采取措施保护冻土上限,减小路基融化深度。最后,在融沉计算的基础上提取了相应的融沉曲线回归式。     

高纬度多年冻土区漠北公路路基变形特征分析

通过漠北公路沿线各试验段不同冻土条件和工程措施下各层土体沉降变形状况,分析东北高纬度岛状多年冻土区路基沉降变形主要发生土层部位及其破坏原因。分析结果表明:路基施工完成后早期路基变形较大,主要由工后不均匀沉降变形引起,变形主要由原天然地面下季节活动层的沉降压缩变形等引起,由于运营时间较短,由多年冻土融化引起的沉降变形很小。路基沉降变形主要发生在暖季,在冷季（11月~次年6月）路基基本保持稳定,变形很小。路基整体变形状况与冻土含冰量、冻土地温有一定的关系。高温多年冻土区比低温多年冻土区变形大。     

漠北公路高纬度多年冻土区路基变形特征分析

为探讨东北高纬度岛状多年冻土区路基路面病害原因,对漠北公路沿线冻土路基不均匀沉降变形状况进行了分析。基于漠北公路沿线不同冻土条件和工程措施下各层土体沉降变形状况,探讨路基沉降变形主要发生的土层部位、路基沉降变形破坏原因等。分析结果表明:路基施工完成后早期路基变形较大,主要由工后不均匀沉降变形引起,变形部位主要发生在原天然地面下季节活动层;由于运营时间较短,由多年冻土融化引起的沉降变形很小。路基沉降变形主要发生在暖季,在冷季(11月～次年6月)路基基本保持稳定,变形很小。路基整体变形状况与冻土含冰量、冻土地温有一定的关系。高温多年冻土区比低温多年冻土区变形大。     

多冻土地区块石气冷拓宽路基差异融沉处治效果分析

为了减少多年冻土拓宽路基差异融沉,提出块石气冷拓宽路基处治方案,在路基下伏多年冻土横向差异退化的背景下,以多孔介质自然对流换热理论为基础,建立了块石拓宽气冷路基数值计算模型,对利用旧路拓宽,以及翻挖旧路并原位新建块石气冷拓宽路基两种不同建设模式进行了数值模拟,分析了块石层内空气对流特征、多年冻土层长期热稳定性变化过程以及新旧地基冻土层差异融沉控制效果。结果表明:块石拓宽路基在提高阳坡路肩下多年冻土层热稳定性方面起到了积极作用,拓宽路肩下多年冻土层在新建黑色沥青路面强吸热作用下未出现明显退化,块石拓宽路基在消除阴阳坡冻土差异退化方面效果明显。在既有旧路病害严重路段,需要对旧路地基和拓宽地基起到双重调控作用,适宜采用翻挖旧路并原位新建块石气冷拓宽路基,对新旧路基差异融沉可以起到更好的控制效果。     

青藏高原多年冻土区高速公路选线研究

针对青藏高原多年冻土区的路线选线工作,结合青藏高速公路的勘察设计,分析了青藏高原的建设特点及各种控制因素对高速公路选线的影响,提出了青藏高原多年冻土区高速公路选线的基本原则,并结合实际工程进行了路线方案的选线研究。     

多年冻土区高等级公路建设面临问题分析

结合国家高等级公路建设发展的需要,就多年冻土区高等级公路建设中可能遇到问题的原因、一些典型工程措施在应用过程中可能导致的问题,以及所应采用对策进行了分析。通过研究发现,冻土地区铁路与公路和高等级公路的热量来源、传热过程、传热强度等均存在本质区别。由此揭示并经实践证明,青藏铁路得到的有益成果将难以直接应用于高等级公路建设中。同时,由于高等级公路黑色沥青混凝土路面更为强烈的吸热和聚热效应以及更高的筑路技术标准,都对冻土区高等级公路建设和安全运营提出了更大的挑战,也对冻土路基调控措施提出了更高的要求。通过对已有路基调控措施的对流、传导、辐射等方面试验结果和实测资料系统分析发现,如果能结合高等级公路热学特性,从工程结构加以改进,或通过不同工程措施的有效组合,或是通过新型工程措施的应用,应是较好解决问题的途径和方向,并就措施改进的方式进行了分析。其研究结果,将对我国高等级公路的研究和设计提供有益指导。     

多年冻土区宽幅公路路基的温度特性模拟分析

为研究多年冻土区G214高等级公路中隔热层、片石层对24 m宽路基的热影响效果,根据多孔介质的热对流及考虑相变的传热理论,分别对两种结构路基的温度场进行了模拟分析。计算结果表明:当路基宽度从12 m增加到24 m时,隔热层厚度应从10 cm增加到30 cm才可确保路基下冻土上限的稳定,但保温层所产生的热积累效应将使路基下冻土温度明显升高,且高温冻土核范围较大。从工程措施的可靠性及工程费用角度考虑,EPS隔热层不适用于G214宽幅路基中。如采用厚度大于1.8 m的片石层,则可稳定路基下冻土上限和增加冻土的冷储量,但同时要加强对路基边坡的热防护。     

多年冻土区铁路路基沉降现场监测研究

选取某高原铁路多年冻土典型区段,依托冻土观测桩开展冻土路基沉降监测研究。研究结果表明:2010年～2019年间,受气候及工程影响,该段路基下的原多年水热平衡状态遭到破坏,冻土退化现象非常普遍,路基10年累计沉降量大于0.1 m的测点数占总测点数的17 %;由于左右测桩不同位置的环境细微条件不同,导致沉降量存在差异,但总体趋势基本一致;冻土路基累计沉降量与时间线性关系显著,对未来路基沉降进行预测,提前预防各类病害具有重要意义。     

高原多年冻土地区公路工程地质研究

高原多年冻土地区特殊的工程持质条件的和冻融过程使公路工程地质研究具有较大的复杂性。本文通过地多年来青藏公路沿线冻土工程地质的雷达勘测结果，以前的研究总结和冻土钻探、坑探等资料，详细阐述了青藏公路沿线多年冻土特征，修筑沥青路面后冻融过程的变化，多年冻土对路基稳定性的影响。