青藏高原多年冻土地区路基热稳定性影响因素分析

随着全球气温的持续变暖,多年冻土地区路基的热稳定性受到了广泛关注。考虑了诸多影响多年冻土地区路基热稳定性的主要因素并进行综合分类,将其归纳为外部气候条件、冻土内在因素及公路工程特点3类,初步分析了各影响因素的变化状况及其影响效应,提出了各因素间的相互作用关系图式。     

多年冻土地区路基工程研究进展

全面回顾了多年冻土地区路基工程若干关键技术的研究进展,主要包括路基合理高度、路基中的水热力过程、路基稳定性及路基病害理论、路基病害的预防技术等方面的国内外研究现状与未来发展趋势及进一步研究建议。     

多年冻土地区隔热板路基工作机理研究

利用非线性有限元方法,对多年冻土地区隔热板路基温度场的变化特征进行数值模拟,进而对隔热板路基的工作机理进行研究。研究表明:路基内部铺设隔热板后,路基温度场的分布特征受到很大影响;板下土体与外界的热交换强度大大减小,对外部温度变化的响应速度显著降低;隔热板在不同季节起到不同的作用,在夏季阻止外部热量进入路基,有利于路基稳定,而在冬季则阻止路基热量的对外散发,不利于路基稳定;暖季施工的隔热板路基在建成初期稳定性相对较差,后期其冻土保护效果显著。     

多年冻土区铁路路基裂缝的调查分析

通过对青藏铁路多年冻土区路基实地调查,结合工程地质条件及冻土受热条件,对裂缝的形成原因进行了分析。根据现场调查提出了裂缝的三种形式,指出危害较大的是融沉裂缝。以一处路基断面为例对裂缝深度进行了计算,计算时省略了条块之间的摩擦力,因此计算结果比实际情况稍大。     

路基顶面纵向裂缝病害分析与防治

路基顶面纵向裂缝是常见的公路路基病害之一,产生病害原因众多,处理方法不同。结合实际,着重介绍路基顶面纵向裂缝发生的机理及处治的方法,并提出以防为主,注重从设计到施工过程控制的工作要点。     

多年冻土地区路基施工

介绍301国道博克图至牙克石段二级公路多年冻土地区路基施工措施经验。     

青藏公路路基纵向裂缝病害及其发生规律

路基裂缝病害是青藏公路上继沉降以后的第二大类型路基病害,此种类型的病害与公路左右两侧的太阳辐射差异密切相关。病害统计结果表明,发生在阳侧的路基纵向裂缝有22.5条,占总裂缝条数的70.0%,占路基纵向裂缝总长度的65.0%;其次,从病害发生路段的道路走向来看,路基纵向裂缝病害主要发生在走向为S90°、W S60°、W S30°、EW 0°和ES60°的路段,在走向为ES30°的路段上仅发生1条路基纵向裂缝。路基纵向裂缝与走向间的这一关系主要与高原上特殊的太阳辐射日变化规律和青藏公路主体走向有关。     

多年冻土区路基高度对温度场影响的非线性分析

采用焓模型,综合考虑了气温、太阳辐射、风速风向、坡面蒸发等气象因素,对不同气温地区多种高度路基温度场进行有限元数值模拟,并采用天然地面下冻土年最大融深及路基内融土核高度两个指标综合分析路基稳定状况。有限元分析表明:在中低温多年冻土地区,抬高路基可延缓冻土下降速率,有效保护多年冻土;在高温不稳定多年冻土地区,抬高路基的效果并不显著,过度地抬高路堤会使路基内融土核高度显著增加,路基本体的稳定性将受到严重影响。本文还提出路基高度与冻土年最大融深之间的回归公式,为路基病害预测提供依据。     

片块石路基在高温多年冻土区降温效果研究

片块石通风路基是一种典型的冷却路基的工程措施,为研究这种路基在高温多年冻土区的降温效果,进行了现场实体工程试验。试验结果表明,片块石路基可以产生对流换热机制,具有降温能力,有利于提高高温多年冻土区路基的热稳定性。     

青藏公路路基纵向裂缝发育规律与整治措施研究

青藏公路整治改建中,按照保护冻土、控制融化速率的原则,绝大部分多年冻土地区的路基都被加高.随着路基高度的抬升,路基内相继出现了众多以纵向裂缝为主的病害.在大量实地调查研究的基础上,根据青藏公路纵向裂缝的发育规律,系统地分析青藏公路纵向裂缝与路基高度、走向和冻土特征之间的相互关系及其形成机理,认为青藏公路纵向裂缝主要与路基下融化盘偏移有关,另外还与冻土环境、施工质量等相关,并提出了治理青藏公路纵向裂缝的建议.     

路堤稳定安全系数取值探讨

介绍了在山区路堤稳定性分析方法和土性指标的采用以及安全系数取值上比较混乱,没有统一尺度的现状,通过对安全系数实际采用的情况、各规范间安全系数的比较、计算方法及土性指标对稳定性计算结果的影响等方面的分析,在推荐地基土采用固结快剪指标的简化毕肖普法的基础上,提出了路堤稳定安全系数的推荐值。通过研究得出:根据不同地基条件、不同分析工况,路堤稳定安全系数取值为1.20～1.45。     

基于对流效应的寒区路堤块石层临界高度研究

为了研究块石路堤降温效应与块石层高度之间的关系,基于多孔介质自然对流理论和热传导理论引入了表征寒区块石路堤自然对流降温效应的自然对流指数,利用热传导温度分布函数获得了路堤自然对流指数随块石层高度变化的近似公式。分析表明:自然对流指数最小值对应于路堤块石层的最小高度,而其最大值对应于路堤块石层的最大高度。另外介绍了一种利用自然对流指数近似公式估算路堤块石层临界高度的方法,并具体给出了算例,最后进行了数值验算。结果表明:通过自然对流指数确定的临界高度可为寒区工程的路堤设计提供参考。     

软土地基上刚性桩一路堤共同作用分析

针对桩承式路堤工作性状比较复杂、对路堤—桩—土之间共同工作机理的认识还不是十分清楚的问题，建立了考虑土桩路堤变形和应力协调的平衡方程，分析了三者协调工作时路堤、桩、土的荷载传递特性，获得了路堤的土拱效应、桩土荷载分担、桩和土的沉降等结果。将本文的方法与弹塑性有限元计算结果进行了对比，验证了该计算模型的合理性，同时应用所提出的方法，对杭甬高速公路拓宽工程进行了分析。     

白霍一级公路防治水泥混凝土路面裂缝的措施探讨

水泥混凝土路面具有强度高、稳定性好及使用寿命长等优点,在高等级公路建设中广泛应用。然而水泥混凝土路面裂缝的多寡直接影响路面的使用质量和使用年限,因此防治路面裂缝问题便成为路桥工作者关注的重点。     

多年冻土地区路基冻胀变形分析

首先模拟气候因素变化过程,得到不同时期冻土路基温度场分布,温度场随时间的变化可以反映出冻结相变区的变化,然后考虑土体体积力和土体冻结相变产生的冻胀力,采用考虑拉破坏的热弹性力学方法,分析得到多年冻土地区路基变形分布和演变规律;在此基础上,对冻土路基纵向裂缝的成因进行研究,揭示出冻土路基纵向裂缝主要出现于路面中部及路面靠近路肩部位,这与实际情况是相符合的。进一步的分析表明:采用低冻胀性的土填筑路基,如采用碎石土填筑,对于降低冻土路基冻胀变形及防治纵向裂缝病害是有效的。     

呼伦贝尔市永冻土地区小桥涵基础研究

在准确掌握冻土区水文、地质、气象等资料的基础上,综合工程冻土学、陆地水文学、地下水动力学、热力学的基础理论进行温度场数值模拟,并通过典型性试验研究,总结出在季冻土地区进行公路桥涵建设的规律和方法,为在呼伦贝尔及类似冻土地区进行小桥涵施工提供指导,并进一步为在高寒地区公路、铁路桥涵基础、房屋建筑基础提供理论依据。     

路堤工程信息化施工测点的优化布置

引入了系统论中灵敏度分析方法 ,提出了测点优化设置的概念 ,对一路堤工程进行了位移和孔压对土性参数的灵敏度分析 ,并根据分析结果优化设置了量测点位置。该方法对路堤工程信息化施工测点的优化布置很有指导意义     

块石路堤、护坡导热系数的实验研究

讨论了块石路堤、护坡试样在表面温度周期波动时自然对流产生的条件,分析了开放系统和封闭系统块石试样内部的热传输机理,以说明其热扩散系数和导热系数的确定方法。指出开放系统的试样由于传热形式不单一而不利于热扩散系数和导热系统的精确测定,而封闭系统试样内部的传热形式以热传导为主。结果表明,可用封闭系统的细长圆柱试样来测试路堤、护坡块石的热扩散系数和导热系数。     

降雨作用下高填土质路堤边坡的渗流稳定分析

针对现行的高填土质路堤边坡,基于饱和—非饱和渗流数学模型,设计了二维非稳定渗流程序,通过模拟因雨水入渗引起的暂态渗流场,分析土体中含水量、基质吸力的变化规律;采用等效粘聚力的概念,利用延伸的MOHR COULOMB破坏准则对路堤边坡进行了弹塑性有限元分析,进而得出路堤边坡在不同降雨时刻的安全系数;最后分析了降雨重现期、土参数φb和由路堤施工所引起的土体渗水性系数的各向异性对边坡渗流稳定的影响。     

路堤下河滩相软土地基变形研究

为总结河南省焦作至巩义黄河公路大桥连接线路堤下河滩相软土地基变形规律 ,保证工程质量 ,该工程选取 1 4个观测断面 ,采用沉降板和测斜导管 ,对填筑期和预压期软土地基进行了两年多的变形观测 ,获取有关数据 2万多个。根据观测结果并结合该软土地基特点 ,分析了河滩相软土地基的主要变形规律 :填筑期软土地基沉降较大且与荷载为线性关系 ;预压期沉降与时间符合双曲线关系。浅层型、夹层型和深层型软土地基表现出 3种不同的水平位移规律。根据沉降规律 ,计算并得出该软土地基可以不设预压期的结论。