青藏公路多年冻土地基融化槽研究初探

从青藏公路多年冻土路基热稳定性角度,提出了通过地基融化槽（盘）来研究多年冻土公路路基稳定性的思路。并通过回顾房屋地基融化盘和青藏公路多年冻土地基融化槽的研究,认为房屋地基融化盘的研究成果为公路地基融化槽研究提供了借鉴,地基融化槽是能够趋于稳定的。通过研究融化槽的热工特性和调控方法,可判定冻土区公路路基的稳定性。     

青藏公路工程条件下多年冻土的变化

为研究工程条件下多年冻土的变化,该文通过青藏公路唐北地区路基温度场的监测资料,对工程条件下多年冻土的上限、冻融过程以及热状态等变化情况进行了分析.研究结果表明,由于沥青路面强烈的吸热作用和较弱的蒸发能力,使工程条件下高温冻土的融化速率、增温速率均大于天然地面,并已出现了融化夹层,对路基稳定性产生了严重影响.     

青藏公路多年冻土路段沿线植被及其变化

植被是维持青藏高原多年冻土地区生态系统平衡的关键因素。根据多年来观测调查资料,分析了青藏公路沿线植被的种类、类型及其特征,提出青藏公路沿线最普遍的三类植被是高寒草原、高寒草甸和高原沼泽群落,沿线植被生存环境极为脆弱,一旦破坏,很难恢复。通过样方数据揭示:除取土坑外,公路建设对植被的影响范围一般不超过公路界外50 m;受公路建设的干扰,公路两侧草原植被受到了一定程度的破坏,有明显的退化现象。     

青藏公路多年冻土区热棒路基的设计计算

由于热棒路基具有良好的降温效果,在青藏公路多年冻土区得到了应用,但是关于热棒路基设计参数的选择,目前主要还是基于工程经验。笔者根据青藏公路楚玛尔河地区热棒路基的现场观测资料,详细给出了热棒一个工作周期内的产冷量及实际耗冷量的计算方法。在设计时可根据路基的使用年限和所要求的上限抬升值求得其耗冷量,选取合适的安全系数可进一步得到产冷量,由产冷量与设计参数的关系式,从而确定热棒的间距和基本参数(蒸发段长度、散热面积、直径)。     

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。     

青藏公路多年冻土区路基设计原则与设计高度的演进

青藏公路是我国高原多年冻土区最具代表性的公路,从1973年交通部成立青藏公路科研组起,已经对高原多年冻土地区路基设计原则与路基设计高度等问题进行了30多年的研究。路基设计原则与路基设计高度是困扰在多年冻土区进行公路勘察设计的工程师们的关键参数,也是保持多年冻土区路基稳定性的关键参数,它不仅影响路基稳定性,对工程造价也起到一定的控制作用。因此,就青藏公路多年冻土区路基设计原则与路基设计高度等问题的变化进行讨论。     

青藏公路多年冻土路段边坡植被种植试验研究

针对青藏公路多年冻土路段高、寒、旱、风,植物生长期短,植被种植难度大的特点,在青藏公路开心岭路段的边坡,采用垂穗披碱草(Elymus nutans)和老芒麦(E.sibiricus)等植物混播,采用普通喷播及客土喷播工艺,开展了植被种植试验.结果表明,由于添加了当地的表土,客土喷播工艺能够在该地区公路边坡快速建立比较优良的植被.喷播当年,植被覆盖率可达27.3%,地上生物量(鲜重)和地下生物量(干重)分别达到76.3 g·m-2和72.2g·m-2;第5年,边坡植被覆盖率约为10.0%,地上生物量(鲜重)和地下生物量(干重)分别达到189.3 g·m-2和721.5 g·m-2.客土喷播工艺的植被建植效果明显优于普通喷播工艺.对于普通喷播,增加保水刺和凝结剂的用量,可提高植被建植效果.而添加纤维则作用不明显.     

青藏公路多年冻土区混凝土空心块护坡路基应用效果分析

在综合遮阳板路基和碎石护坡路基工程应用经验的基础上,提出了一种混凝土空心块护坡路基的新型结构,并在青藏公路风火山多年冻土区修筑了两种空心块排列结构的试验工程,基于现场试验工程观测数据的分析,对两种结构的空心块护坡路基的降温效果进行了对比分析和研究,同时将空心块护坡路基与邻近遮阳板路基的调控效果进行了对比。结果表明:采用空心块护坡路基结构,可有效地减缓冻土上限下降的速率,维护路基下多年冻土的热稳定性,且沿边坡随意堆放空心块的应用效果要优于顺序摆放空心块的结构。     

青藏公路多年冻土区片、块石路基试验工程及应用研究

多年冻土区修筑公路等建筑物后,改变了多年冻土地表的冻土水热条件,造成多年冻土融化,路基失稳,导致一系列的公路病害.片、块石利用多孔介质自然对流传热和热屏蔽特性,有利于保护冻土,保持路基稳定性.在研究片、块石路基作用机理的基础上,根据青藏公路K3005 500～K3006 450路段修筑试验工程,分析片、块石路基的工程效果.通过对观测地温数据的分析认为,片、块石路基有效改善了多年冻土区路基下热状况,是一种有效保护多年冻土的工程措施.     

多年冻土地区路基变形特征及影响因素

青藏公路沥青混凝土路面修建后,增大了路基下多年冻土的吸热量,导致了多年冻土融化。多年冻土融沉变形在冻土路基变形中占主导地位,其发生、发展与冻土温度及工程地质特性等有关。通过青藏公路唐南地区路基变形监测数据,分析了路基变形的特征及多年冻土融沉变形的影响因素。     

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.     

青藏公路热棒路基在多年冻土地区降温效果分析

青藏公路多年冻土地区路基病害是制约青藏地区道路发展的一个重要问题。热棒是防止多年冻土路基上限下降的措施,为了研究热棒路基的降温效果,动态监测青藏高原五道梁地区百米路基试验路段的温度变化,通过与一般路基对比,分析了热棒路基在多年冻土地区的降温效应。研究发现:热棒路基能够有效地降低路基温度、保护冻土和增强路基热稳定性。     

湿度对青藏公路多年冻土路基稳定性的影响

水是影响冻土路基稳定性的重要因素之一。通过现场调查及测试,分析了青藏公路多年冻土地区路基的主要病害类型及典型路段路基湿度的分布规律,在此基础上分析了湿度对路基病害的影响,研究结果证实:水是造成路基变形的关键因素,土体含水量的增大还会加剧路基变形,进一步影响其稳定性。     

旁压试验测试多年冻土力学性质的探讨

针对多年冻土力学参数测试难题,采用旁压原位试验对青藏公路沱沱河至唐古拉山北麓段粉土和粉质黏土进行了现场测试,结果表明：多年冻土力学性质与土质、冻土类型、温度以及加压时间有关。该地区低含冰量粉质黏土极限压力为1.5～2.5 MPa,旁压模量为15～20 MPa;高含冰量粉质黏土极限压力为2.5～3.5 MPa,旁压模量为20～35 MPa;低含冰量粉土极限压力为1.5～3.0 MPa,旁压模量为15～35 MPa;高含冰量粉土极限压力为3.0～4.0 MPa,旁压模量为35～60 MPa。     

岛状多年冻土桥梁桩基回冻后桩侧摩阻力的试验研究

为了研究岛状多年冻土地区桥梁桩基回冻后的桩侧摩阻力变化规律,在大兴安岭地区浇筑了1根长15m、直径1.2m的试验桩,并在试验桩所在区域布设了智能温度监测系统,结合采集的温度数据综合判断桩基回冻进程,并指导桩基回冻后的静载试验,测出桩基回冻后桩侧各土层的摩阻力值。试验结果表明:桩基回冻后桩侧各土(岩)层摩阻力的实测值均高于设计值,提高率在13%~35%之间。     

青藏公路多年冻土区碎石路基试验工程的降温分析

为解决多年冻土地区路基的融沉变形,防止冻土上限进一步下降,应用碎石路基主动保护冻土,是目前兴起的一种新措施。依托平行于青藏公路的试验工程,动态监测路基内温度,通过现场测试结果分析普通路基与碎石路基内的温度变化,揭示碎石路基的降温效果。结果表明,碎石路基具有一定的降温效果,适于在多年冻土地区应用。     

青藏公路多年冻土段纵向裂缝的分布规律及形成机理分析

通过对青藏公路多年冻土路段纵向裂缝的形成条件和影响因素的调查,根据裂缝形成的路基高度、建设历史、冻土类型、路基坡向和路基排水等条件探讨纵向裂缝的分布规律,依据裂缝的形成条件、影响因素、形态特点和变形特征进行形成机理分析,认为纵向裂缝的形成和分布与多年冻土融化、季节活动层冻融过程密切相关,路基过高、地表积水等因素也是裂缝产生的重要影响因素。研究可为纵向裂缝的工程防治提供参考依据。     

青藏公路高温高含冰量多年冻土地区以桥代路工程研究

在青藏公路以桥代路的试点工程中,通过对桥梁桩基温度场及变形变化规律的研究,分析了以桥代路在高温高含冰量多年冻土地区的应用效果。研究表明:以桥代路的桩周冻土虽然需要较长时间才能回冻,但桩周冻土恢复热平衡后,可保持多年冻土的热稳定性,桥梁桩基的变形量微小,且稳定可靠。作为一项前瞻性研究,为青藏高速公路建设储备了技术资源,并指导了G214线高速公路的设计。对多年冻土地区的高速公路设计、施工具有重要的意义。     

青藏铁路多年冻土地区路堤变形监测方法探讨

分析了多年冻土地区路堤变形机理。从测试原理、测试项目布设、仪器选择、测试元件的安装和埋设以及数据的采集等多方面重点讨论了如何在多年冻土地区建立一套完善、合理的监测系统。同时分析了测试数据中出现的一些异常现象的具体原因