多年冻土地区公路热棒路基设计

多年冻土地区修筑路基是一世界性难题,热棒路基是保护冻土的一种尝试。在调查已建热棒路基及试验路段并掌握热棒工作原理的基础上,分析了热棒路基的设计原则和依据,并提出了多年冻土地区热棒路基的设计方法。     

多年冻土区路基施工技术

以G214线第二合同段路基施工为例,对换填、片块石路基、XPS板路基、热棒-XPS板复合式路基施工技术作了重点介绍,并对上述工程措施的施工工艺、质量控制要点作了详细说明。     

热棒路基降温效应的数值模拟

基于青藏公路冻土路基病害整治热棒试验工程, 建立热棒路基的等效传热模型, 运用有限元方法对其进行数值模拟, 研究青藏公路环境条件下热棒的工作周期、工作状态与作用半径, 并通过对试验工程2 a观测数据分析, 对比研究热棒在冻土路基中的降温效应。研究发现, 热棒在约为5个月的工作周期内并非连续工作而呈波动式, 实际工作时间为工作周期的2/3;热棒路基冬季降温效果明显, 有利于路基土体冷储量增加, 提高路基热稳定性; 热棒在路基中的降温强度, 水平方向随距离增大而衰减, 有效作用半径为2.25 m, 深度方向在热棒蒸发段最大, 降低上限附近季节融化层冻土热融敏感性。结果表明, 青藏公路热棒试验工程中其间距采用4.0 m是合理的, 路基双侧设置热棒优于单侧, 热棒向路基中心斜置更好。     

热棒技术在伊春岛状冻土路基上的应用

详细介绍了热棒技术在伊春地区岛状多年冻土路基处理技术中的应用情况,经过一年来的长期观测效果说明,热棒技术在解决岛状多年冻土上限稳定方面具有较好的效果。     

青藏铁路多年冻土区路基工程稳定性评价

依托青藏铁路多年冻土区长期观测系统的成果,对青藏铁路多年冻土区路基工程的稳定性进行了研究,指出其稳定性总体上处于良好状态,仅有个别地段病害发育,针对病害路段从水热方面提出了防治措施.观测资料显示,科学合理的措施能有效地减缓病害情况,保障铁路的安全运营.     

青藏铁路多年冻土区路基温度场的模拟与预测

在多年冻土区修建铁路站场路基，打破了原来天然地表与外界的热力平衡，地下温度场将重新分布．根据此特征可推断多年冻土的发展演化趋势以及评定路基的稳定状况．结合青藏铁路某段站场路基实际监测数据，利用ANSYS软件对2002年～2030年地下温度场进行有限元数值模拟．模拟计算结果表明：路基下冻土上限发生上移，多年冻土得到了保护；在年平均气温增长0．02℃的条件下，试验段内冻土人为上限和未受路基影响的冻土天然上限均逐年下降；同时，路基阳坡、阴坡两例地下温度场分布特征的差异构成了路基不均匀变形和路面裂缝的潜在威胁．     

浅谈多年冻土地区特殊路基处理措施

多年冻土地区修筑公路遇到的道路病害主要为融沉和冻胀,阐述了针对多年冻土,目前国内外现存的一些处理措施和适用性。     

多年冻土区路基主动降温措施浅议

针对多年冻土区的特殊气候环境,通过大量的调查研究,对目前所采用的多年冻土区路基的主要主动降温措施进行了总结与分析,对存在的问题进行了探讨,为施工与设计提供参考。     

高海拔多年冻土区砂石路面公路的路基温度场特征

为了研究修筑公路对高海拔多年冻土层热状态的影响,开展了新藏公路多年冻土区路段沿线病害调查,在海拔5 400 m地带修筑了冻土地温监测断面与气象监测站点;对气温、地温、辐射强度进行了监测,依据监测结果计算了冻土上限处的热流通量,分析了多年冻土层地温变化特征;基于热传导和热扩散理论,建立了天然地基及普通路基下部多年冻土地温-深度理论预测模型。研究结果表明：多年冻土区公路病害主要由于沥青路面大量吸热导致,热棒、隔热层等主动、被动保护的手段虽有一定效果,但不能改变多年冻土的快速退化;研究区域天然地基与路基中心一天内温差最高达19.66 ℃,左、右路肩一天内温差最高为4.94 ℃,天然地基下深层多年冻土温度稳定在-6.0 ℃左右,路基中心下部深层多年冻土温度稳定在-5.6 ℃左右,路基下部相较天然地基温度变化更为剧烈,且等温层温度更高;研究区域的辐射强度在一天的10:00~18:00显著增强,在一年的3~6月为辐射强度的顶峰期,浅层地温主要受辐射强度的年周期变化影响;天然地基、路基中心、阴坡路肩与阳坡路肩下部多年冻土层年热流通量依次为-4 001、-14 649、-4 487与58 303 kJ·m^-2,路基中心散热速率大于天然地基,阳坡路肩处大量吸热;天然地基的等温层出现在9.79 m深度处,而路基中心等温层出现在9.61 m深度处,路基中心等温层位置更浅,路基土的换填使路基下部浅层冻土温度变化更明显,短期内对下部多年冻土的散热有正向作用;在阴阳坡效应下,阳坡下部多年冻土温度升高,路基热稳定性降低,并产生不均匀沉降。     

青藏公路热棒路基降温效能

为了分析多年冻土区热棒路基的工程效果, 定量评价其降温效能, 基于青藏公路热棒路基试验工程近11年的现场监测数据, 分析了热棒路基的地温特征、温度场形态和冻融过程, 估算了阴阳坡影响下热棒附近的水平热收支状况。建立了空气-热棒-冻土地基三维非稳态耦合计算模型, 分析了不同结构形式(单侧直插式、单侧斜插式、双侧直插式与双侧斜插式)的热棒路基的降温效能。实测结果表明: 在热棒作用下, 阳坡侧路基地温可降到-1.5℃附近, 较普通路基地温降低约3.0℃, 阴坡侧路基地温最低达到-2.1℃; 热棒路基经过11年的营运, 阳坡侧冻土上限抬升约0.95m, 基本达到天然地基水平; 阴阳坡两侧热棒的年平均实际功率分别约为69.80、54.07 W, 且热棒路基在最初5年传递能量较大, 第6年后逐渐减小, 此后路基的热状况进入相对稳定的状态。计算结果表明: 双侧直插式热棒路基与双侧斜插式热棒路基第20年冻土上限分别为2.88、1.88m, 而单侧直插式热棒路基与单侧斜插式热棒路基第20年冻土上限分别为3.84、3.46m, 因此, 双侧热棒路基的长期降温效果明显强于单侧热棒路基, 斜插式热棒路基强于直插式热棒路基; 单根热棒的年平均功率为47~56 W, 与试验工程监测结果较为吻合。     

多年冻土区路基冻害的防治

从多年冻土区路基冻害的防治原则着手,系统的研究了多年冻土区路基冻害的防治措施,分析了各种方法的适用性,为以后在多年冻土区修建道路提供借鉴。     

多年冻土路基施工技术研究与应用

多年冻土在路基施工中造成了许多危害 ,主要是冻胀与沉陷。因此 ,研究多年冻土路基施工技术是保证工程质量的关键。就多年冻土的概念分布、分类、性质作了阐述 ,从而提出多年冻土地区路基施工的方法。     

浅谈多年冻土地区路基施工

介绍了多年冻土地区路基施工的几种方法。     

浅谈多年冻土地区路基施工

多年冻土地区路基施工前应该详细调查沿线冻土分布、类型、冻土上下限、冰层上限、地面水及有无其他热融(湖)塘、冰丘、冰椎等不良地质路基地段情况。由于各永冻区的自然条件和土壤冻结条件差别显著,所以很难有统一的路基施工方案,施工方法应根据设计对土基冻融状态的要求而选定。     

多年冻土区路基填土力学参数实验研究

岩土力学参数是岩土工程设计、施工、理论计算以及其他力学性质研究的基础,对岩土工程力学机理(如温控机理)的研究具有重要的意义。现对青藏铁路多年冻土区路基填土的力学参数进行了试验研究,得到了路基填土的一种不均匀的非连续中低压缩性土。同时,经过低温常规三轴压缩试验,获得了该填土的弹性模量、抗剪强度等指标在低温下与围压、地温之间的关系。这在一定程度上为路基在寒冷地区其他性能的研究奠定了基础,同时也为类似工程的相关性能研究提供了参考。     

热棒材料高导热性对其降温效果影响的三维非线性有限元分析

热棒在多年冻土路基工程中均有应用,其在寒季吸收冻土热量,并通过对流把热量释放到大气中,从而降低地基温度使其保持冻结状态,减小路基沉降.暖季热棒停止工作,但由于热棒材料本身的高导热性,会使土体吸收比不设置热棒时更多的热量,从而削弱其制冷效果.基于热棒的工作原理,结合唐古拉山多年冻土区的有道砟填土路基,采用有限单元法分析热棒材料高导热性对其降温效果影响.计算结果表明:考虑热棒高导热性时路基下方温度低于-0.5℃低温区半径比不考虑此因素时平均减小0.5m,地温也比不考虑此因素时高.说明热棒材料本身的高导热性降低了其降温效果,其作用不可忽略.     

多年冻土区域特殊路基设计内容分析

多年冻土区域特殊路基有很多不确定因素,在设计时需要按照其特殊性采取有效方案从而切实将整体设计水平提高.因此,立足于实践,在分析多年冻土地区对路基施工的影响基础上,对多年冻土地区路基的危害进行归纳总结,同时详细的分析了多年冻土区域特殊路基设计内容.希望可为该领域的设计人员提供一些参考.     

多年冻土区域特殊路基设计内容分析

多年冻土区域特殊路基有很多不确定因素,在设计时需要按照其特殊性采取有效方案从而切实将整体设计水平提高。因此,立足于实践,在分析多年冻土地区对路基施工的影响基础上,对多年冻土地区路基的危害进行归纳总结,同时详细的分析了多年冻土区域特殊路基设计内容。希望可为该领域的设计人员提供一些参考。     

多年冻土地区路基纵向裂缝预防对策研究

路基纵向裂缝是多年冻土地区道路的典型病害之一,严重影响了道路行驶质量和汽车运营安全.围绕该地区路基纵向裂缝的特点,提出了新建道路纵向裂缝的预防原则和具体防治对策,具有重要的工程应用价值.     

青藏铁路多年冻土区桥梁混凝土施工温度控制

针对青藏高原腹地多年冻土区恶劣自然环境和多年冻土独特工程特性条件下桥梁施工对混凝土提出的技术要求，通过热工计算，推导混凝土施工过程中各阶段的温度控制指标、措施和一些规律，对青藏铁路多年冻土区桥梁混凝土施工及其它严寒地区混凝土施工具有指导意义。