青藏铁路多年冻土工程地质勘察

针对青藏铁路建设中多年冻土这一重大技术难题,重点阐述了其工程地质勘察要点、工作方法及勘察流程,介绍了多年冻土上限、含冰量、冻土地温、冻土区边界及大片连续多年冻土融区等多年冻土控制性参数指标的勘测方法,论述了青藏铁路沿线多年冻土的分布特征。结合大的地貌分区,给出了各大地貌单元内多年冻土工程地质条件评价结论。     

影响青藏铁路多年冻土区斜坡路堤稳定的因素分析

研究目的:自青藏铁路开通运营以来,在多年冻土区已经出现了几处冻土斜坡路堤变形较大的情况.本文针对青藏铁路多年冻土区斜坡路堤的稳定性进行了研究,希望能够为青藏铁路多年冻土区斜坡路堤的维护提供帮助.研究结论:青藏铁路的修筑改变了沿线多年冻土的生存条件和路基周围的水热环境,同时气温的年际变化和多年变化也影响着路基的工程状态.论文从青藏铁路多年冻土区斜坡路堤稳定的主要影响因素(如:水、地温、冻土类型、坡向和坡度)着手进行了分析,得出各影响因素对路基的不利影响.     

青藏铁路冻土路基合理路堤高度研究

从反映冻土路基热稳定性的路堤临界高度出发,结合青藏铁路冻土路基试验工程,对青藏高原冻土路基的合理路堤高度进行现场试验研究及数值模拟研究。现场试验结果表明:路基下冻土人为上限的变化与路堤高度呈非线性关系,路堤高度太小或太大都会造成路基下多年冻土上限的下降。数值计算结果表明:在相同年平均地温条件下,路基下冻土的人为上限随路堤高度的增大而上升,随路基运行时间的增长而下降;当路堤高度大于一定数值时,在路堤建成的第1个寒季过后,路堤内会残留融化夹层,并且融化夹层的厚度随路堤高度的增加而增大;年平均地温分别为-0.3,-0.5,-1.0,-1.5,-2.0℃条件下,路堤的下临界高度分别为6.8,4.2,1.1,0.6,0.5 m;上临界高度分别为3.4,3.4,3.9,4.1,4.4 m。路堤临界高度存在的年平均地温临界值约为-0.6℃。     

青藏铁路高原冻土区地温变化规律及其对路基稳定性影响

本文通过对３０年来青藏铁路沿线典型地段地温数据的分析研究和相应的数据模拟分析，认为近３０年的全球气温升高现象使青藏铁路沿线多年冻土区地温场正在向着不利于冻土生存的方向发     

用冷却路基的方法修建青藏铁路

青藏铁路将要穿越的多年冻土大多属高温冻土,其中近一半为高含冰量冻土。在全球转暖的情况下,青藏铁路的修建必须考虑50年～100年的气候变化。最近的预测认为,至2050年青藏高原将升温2 2℃～2 6℃。因而对该铁路修建成败的关键在于能否保护多年冻土,使其不融化。分析了世界上在冻土区筑路百年以上的历史,根据国内外在多年冻土区筑路的经验和教训,提出在青藏铁路的设计中应该改变单纯依靠增加热阻(增加路堤高度,使用保温材料)的消极的保护冻土的思路,全面采用"冷却路基"的积极的"降低地温"原则,特别在高温、高含冰量地段必须如此。并进一步提出了通过改变路堤的结构和材料来调控辐射,调控对流和调控传导,以达到"冷却路基"目的的具体措施。     

青藏铁路路基下多年冻土演化特征及规律研究

通过对青藏铁路多年冻土区长期监测系统多年来的大量实测数据进行分析,研究了青藏铁路路基下多年冻土演化特征及规律。研究结果表明:青藏铁路沿线气温逐年升高,降水量、冻结指数和融化指数逐年增大,暖冬现象明显,地表温度年升高率达到0.06℃/年;沿线多年冻土区2007—2013年间冻土天然上限下移的达91%,不同深度处的地温整体处于升温状态;青藏铁路路基下多年冻土也发生了升温退化,在2007年冻土人工上限相对原天然上限均抬升的占81%,路基下多年冻土退化明显滞后于天然场地;片石路基、热棒路基等主动降温措施效果明显,保证了青藏铁路多年冻土路基工程的稳定。     

青藏铁路多年冻土工程科技创新与实践

青藏铁路沿线多年冻土地区地温变化复杂、含冰量高,高温极不稳定冻土区范围广,修建铁路是国内外都未曾实践过的探索性工程。青藏铁路建设在充分借鉴国内外多年冻土工程实践经验的基础上,分析了多年冻土区工程建设的关键技术,系统制定科技创新规划,先行组织冻土工程试验,验证完善冻土工程措施,解决了一系列多年冻土区铁路工程关键技术问题,取得了大量的研究成果。及时组织技术评审,完善多年冻土工程技术标准,加快了技术成果应用转化。通过青藏铁路多年冻土工程科技创新与实践,推动了冻土技术的发展,证明了青藏铁路多年冻土区工程措施的可靠性,体现了我国高原冻土技术的先进水平。     

青藏铁路多年冻土区长期监测系统的研究与应用

研究目的:青藏高原多年冻土区现存的地质地貌形态是经过漫长的地质历史时期形成的,部分多年冻土区的年平均气温相对较高,冻土厚度较薄,热稳定性较差,冻土的稳定性直接关系到上部工程结构的稳定性和耐久性。研究和掌握多年冻土环境变化对工程结构稳定性影响的途径和方法,可以了解青藏铁路沿线多年冻土区气候变化情况和气候影响下的冻土发展趋势,为青藏铁路制定工程防治措施提供依据。研究结论:(1)通过对近几年的监测数据分析来看,青藏铁路长期监测系统运行良好,监测数据真实可靠,能够作为青藏铁路冻土区工程稳定性评价的依据;(2)利用长期监测系统对多年冻土路基地段进行了多年连续监测,发现了出现较大沉降变形冻土路基的环境特征以及沉降机理、据此拟定出着眼维持路基状态、改善路基系统水热条件、缓解人为上限下降、减缓路基沉降速率的工程补强措施;(3)通过长期监测系统对桥梁、涵洞断面的监测和分析,认为多年冻土区桥涵基础目前整体上是稳定的。     

青藏铁路冻土路基沉降变形预测

青藏铁路试验工程北麓河试验段冻土路基沉降变形现场试验研究表明:即使路基下冻土人为上限有所上升,冻土路基仍会产生较大的沉降变形。这种变形主要来自原天然上限以下高温—高含冰量冻土升温引起的压缩变形。路基下多年冻土的升温幅度、高含冰量冻土层厚度和路堤高度越大,路基的沉降变形量就越大。数值计算结果表明:在路堤填土满足临界高度,且考虑青藏高原年平均气温逐年上升的条件下,青藏铁路北麓河试验段冻土路基在未来50年内的总沉降量可能达到30 cm。因此,要控制冻土路基的沉降变形,必须采取主动降低多年冻土温度的工程措施,单纯靠增加路堤高度的传统方法不能解决问题,甚至适得其反。     

青藏铁路多年冻土的分布特点

青藏铁路是世界上最长的高原冻土铁路,穿越连续多年冻土地区长度达546.43 km.多年冻土是青藏铁路建设面临的主要难题之一.阐述了青藏铁路沿线多年冻土分布的基本特征以及影响多年冻土分布的主要因素,主要影响因素包括:海拔高度和纬度、地形、地表水体、植被、岩性以及地质构造等.阐述了多年冻土区不良冻土现象及融区的分布特征,指出了多年冻土的勘察设计特点,为多年冻土区工程地质勘察和设计工作提供了依据.     

青藏铁路工程走廊多年冻土对全球气候变化的响应

针对受全球气候转暖影响青藏铁路沿线年平均气温逐年上升的环境变化,基于青藏铁路沿线不同区域内多年来的气象及地温监测资料,进行青藏铁路工程走廊气候要素演化及多年冻土对全球气候变化响应的研究。结果表明:青藏铁路工程走廊内气温基本以年均0.03℃的速度升高;年降水量大部分在250~450mm之间,且呈波动增大变化趋势;冻结指数和融化指数逐年增大,暖冬现象明显;地面温度升温速率达0.06℃·年-1,是气温升温速率的1.34倍;沿线多年冻土区2007年至2013年间天然上限抬升的仅占9%,而天然上限下降的占91%;地基多年冻土不同深度处地温均在升高,距离上限较近的地温升温速率普遍最大,多年冻土退化主要为自上而下;唐古拉山以北多年冻土退化较唐古拉山以南明显。     

多年冻土桩基温度场研究

结合青藏铁路沿线多年冻土的主要特点 ,利用Ansys5 6大型有限元计算程序 ,对青藏铁路某冻土桥梁混凝土灌注桩施工过程的地温场进行了模拟计算 ,给出在成桩过程中混凝土不同龄期地温场的分布规律 ,并根据计算结果 ,对混凝土灌注桩施工提出合理化建议。     

多年冻土区铁路路堤临界高度研究

根据青藏高原多年观测资料,运用ANSYS有限元计算软件对多年冻土区铁路路堤的合理高度进行研究。结果表明:路堤临界高度与多年冻土区大气年平均温度有密切的关系,随着大气年平均温度的升高,路堤的下临界高度逐渐增大,而上临界高度逐渐减小;路堤的上临界高度恰好等于下临界高度时的临界大气年平均温度为-3.43℃,高于此温度时,多年冻土区铁路的路堤不存在临界高度;当大气年平均温度分别为-3,-4,-5和-6℃时,对应的路堤下临界高度分别为5.88,3.83,3.12和2.60 m,而路堤上临界高度分别为4.59,5.20,6.29和6.97m;计算值与实测值基本吻合,验证了采用有限元计算方法是合理的,计算结果能够反映实际情况。     

青藏铁路清水河段加筋路堤的试验研究

通过对青藏铁路清水河段加筋路堤一些初步的试验研究 ,分析加筋路堤在保护多年冻土和维护铁路路基稳定性方面的作用 ,对该加筋路堤下地温情况及多年冻土的人为上限进行分析研究。     

多年冻土区斜坡路堤稳定性的探索

研究目的:高原、冻土和环境问题是青藏铁路建设的三大难题,其特殊性和复杂性在世界铁路史上独一无二.由于独特的环境和气候条件,导致青藏铁路多年冻土区斜坡路堤的稳定性异常复杂并具有多变性.因此,为保证青藏铁路路基长期稳定和运营安全,应加强对多年冻土区斜坡路堤的系统研究.研究结论:多年冻土斜坡路堤的稳定性计算,不仅要参考普通斜坡分析的方法,也要考虑边坡失稳的时间因素;除此以外,还可以从填料的选取、铺设土工格栅、采用抗滑桩加固等方面提高多年冻土地区斜坡路堤的稳定性,通过本文研究希望能对今后的高原铁路建设及运营管理提供参考和借鉴.     

高原融区和多年冻土过渡路段涵洞地基试验研究

运用现场测试方法,对青藏铁路两座拼装式涵洞的基础变形、地基土地温及洞口气温的测试结果进行分析,研究多年冻土区涵洞工程对冻土地温状况、冻融过程、冻土上限变化的影响以及涵洞基础的冻融变形特征。结果表明:多年冻土地区修建涵洞工程后,气温对地温的影响增大,致使涵洞下原多年冻土上限附近地温波动明显,地温年变化深度增大;由于场地冻土条件及地温场沿涵身的变化,涵洞基础变形沿涵身表现出明显的不均匀性。     

青藏高原多年冻土区大直径钻孔桩回冻过程研究

为解决青藏铁路建设过程中不同多年冻土区大直径钻孔灌注桩桩土体系的回冻问题,认识钻孔桩成桩后对桩周多年冻土层地温的影响,本文从不同多年冻土区钻孔桩地温实测资料出发,通过对青藏高原多年冻土区与融区过渡带(高温极不稳定区DK1229 540)、高温不稳定多年冻土区(DK1047 000)及低温多年冻土区(DK984 096)3个试验场地实测地温资料的对比分析,得出青藏高原不同多年冻土区大直径钻孔灌注桩回冻过程的差异,从而可以为不同冻土区钻孔桩的后续施工提供技术支持。     

青藏铁路安多段抛片石路基温度与变形规律分析

介绍青藏铁路安多段冻土路基稳定性监测工程的监测方案、技术关键,通过对2个冻融周期内冻土融化深度、地温变化规律、冻土多年上限、冻胀板变形的分析,发现多年冻土上限上移,地温波动滞后于气温波动,上限附近地温基本不变且呈负温,有利于多年冻土的保护,说明抛片石路基起到了积极作用,为评价高原、高寒、冻土地区路基稳定性提供可靠依据;对青藏铁路的运营、维护具有重要的现实意义。     

青藏铁路多年冻土区主要工程问题及其对策

系统地阐述青藏铁路沿线的自然环境特征，对青藏铁路建设中的高原，冻土和环境保护问题进行全面的分析及论述，通过对高原多年冻土区铁路工程设计原则，主要工程措施及其适就生的研究和讨论，提出了完善高原多年冻土区铁路工程设计的对策和建议。     

青藏铁路多年冻土区路基工程施工方法

青藏铁路多年冻土区路基工程具有海拔高、气压低、空气稀薄、气候严寒、地质条件和水质条件复杂,以及生态环境脆弱等特点,其施工方法不同于一般低海拔非冻土地区路基施工方法。此文根据青藏铁路设计施工科研攻关成果和现场施工经验,对多年冻土区路基路堤、路堑及过渡段路基等工程施工方法进行分析论证,对今后多年冻土区工程建设有一定的参考作用。