青藏公路桥涵破坏特点及防治对策

青藏公路地区的桥涵破坏主要是由于多年冻土地基冻胀、热融滑塌、融隐和，承载能力偏低等造成。通过该地区桥涵破坏类型的调查，对工程设计、施工及养护的分析，总结了青藏公路地区桥涵工程破坏的特点及防治对策。     

Temperature adjustment mechanism of composite embankment with perforated ventilation pipe and blocky stone

Based on the advantages of perforated ventilation characteristic of perforated ventilation pipe embankment and large porosity of blocky stone embankment, composite embankment with ventilation pipe and blocky stone is more efficient to protect the underlying permafrost. The temperature fields and cooling effect of composite embankment with air doors are simulated by examining the effects of holes＇ position drilled in the pipe, diameter in pipe and density of holes. It is shown that the underlying permafrost temperature obviously reduces by composite methods, the location of 0℃ isotherm raises significantly, especially permafrost temperature under the center and shoulder of embankment reduces more quickly, the composite embankment with holes drilled in the lower side of pipe is the most efficient, the increase of diameter has a slight influence on the 0℃ isotherm＇s raising, and the density of holes slightly influences the raising of 0℃ isotherm.     

通风管路基的调温机理

考虑通风管路基中通风管的空气对流换热特点,摈弃把通风管的影响作为边界条件处理的方法,建立多年冻土区的通风管路基的数值模型,对设置和未设置风门的通风管路基的温度特性进行数值模拟,分析2种情况下通风管路基的调温效果,为多年冻土区的路基工程的建设和安全运营提供技术支撑.研究表明:通风管路基能够明显地降低冻土地基的温度,提高冻土的人为上限;与无风门的路基相比,有风门的通风管路基降低冻土地基的温度的效果更加明显,降温作用发生得更早,冻土人为上限的提高幅度更大,路基中心和路肩下的地基温度降低更快,且温度分布较均匀,路基温度稳定所需要的时间减少.     

冻土区水泥和沥青路面病害分布规律探讨

通过分析多年冻土区典型公路G214沿线不同冻土条件下沥青和水泥混凝土路面病害状况,对两种路面类型的路面病害分布规律及其差异进行了分析,并就当前多年冻土地区两种类型路面的适应性问题进行了探讨。在路面病害分析过程中,采用现场踏勘的方法首先对路面病害类型、病害程度等进行调查和统计,然后就两种路面类型病害分布差异及产生原因进行了分析和讨论。最后通过分析得出多年冻土地区两种类型路面的病害分布规律差异状况,以及在多年冻土地区两种类型路面的适应性差异。     

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℃。     

遮阳板护坡工程措施结构形式研究

遮阳板护坡工程措施作为调控冻土路基稳定的工程措施已被进行应用研究,实测监测数据表明:遮阳板工程措施能大大减少板体下路基体吸热,显著抬升冻土人为上限,降低上限附近土体温度,调控路基阴阳面吸热不均的差异,使路基温度场向有利于冻土稳定的趋势发展,其应用效果显著;但是现有结构形式温缩变形等损坏较严重,耐久性不理想,其结构形式有待改进.在实地调查研究的基础上,针对试验工程出现的结构问题,对遮阳板护坡工程措施的结构形式进行了优化探讨,并给出了相应的结构设计建议.     

气候变化对多年冻土变化的影响

由于受温室气体效应的影响,全球气温在过去的120年以来持续升高,在全球气温普遍持续升温的背景下,青藏高原的气候亦随之转暖,而多年冻土是土体与大气之间相互作用的产物,是岩石圈和大气圈系统在发生热交换过程中形成的,所以气候变化必然会直接影响多年冻土的变化.基于青藏公路7个监测断面路基温度场的监测资料,对多年冻土上限及热状态随气候的变化情况进行了分析,并将高温冻土区与低温冻土区的变化情况进行了对比分析,得出了气候变化对多年冻土变化的影响规律.     

青藏公路空间效应与多年冻土区公路修筑技术

青藏公路由北向南纵贯青藏高原腹地,昆仑山唐古拉山间平均海拔4500 m以上,在沿线700多km范围内广泛分布有全球独一无二的以高海拔高温为主要特征的多年冻土。从多年冻土地区公路空间效应所包括的路基尺度效应、沥青混凝土路面结构效应、路基非对称变形效应3个方面入手,针对多年冻土地区公路路基、路面、桥梁、生态保护等主要工程对象,采用理论模拟、室内试验与实体工程检验相结合的方法,开展路基稳定、路面耐久、桩基安全、生态恢复等关键技术研究。结果表明,多年冻土地区公路空间效应是随时间变化的过程,公路冻土工程的稳定性、耐久性与空间效应密切相关,特殊路基结构与针对性的冻土工程措施是提高公路使用寿命和品质的有效解决途径。     

青藏公路多年冻土地区桥梁桩基地基回冻时间的探讨

桩基础广泛应用于多年冻土地区,桩基施工带进多年冻土地基的热量,在自然传导过程中传给周围的多年冻土,使桩周一定范围内的多年冻土升温,冻土融化。桩周融土在冻土环境作用下逐渐冷却,进而恢复冻结状态,冻结承载力形成。这一过程需要的时间,控制着多年冻土区桥梁桩基及整个桥梁的施工工期,也是合理安排施工工期的重要依据,文中以直径1.2 m的桩基为研究实体工程,通过观测与有限元分析,对多年冻土区桩基回冻时间进行了探讨。     

冻土路基热学计算研究

通过合理的假设建立冻土路基温度场的理论模型，利用差分法程度对冻土路基的热学机理进行了研究分析，并着重利用风火山断面和五道梁断面的实际冻土条件和自然气候资料验证了模型的正确性。同时研究了青藏公路不同历史睡基高度和路面性状发生变化导致的冻土路基上限的历史变化过程，研究了不同路基调高度和不同冻土温度的冻土上限情况，分析了钢纤维水泥混凝土路面保护冻土的热学作用，同时预测新建公路路基的高度。