浅谈伊绥高速冻土设计与施工

冻土是指温度低于0℃,含水且与土颗粒及岩石呈胶结状态的各类土,即由固体矿物颗粒、水、冰和气体组成。由冻土的冻结延续时间又可分为季节性冻土和多年冻土两类。季节性冻土是指地表层冬季冻结,而在夏季又全部融化的土;多年冻土是指冻结状态持续2年或者2年以上的土。阐述冻土段公路在高速公路中设计与施工的方法。     

大兴安岭地区冻土对公路的危害及防治措施

大兴安岭地区属多年冻土地区,如修建公路时,不考虑冻土这一特殊地质条件,不考虑当地的气候特征与地质特点,会给公路建设本身带来极大的困难。本文阐述了冻土对公路的潜在危害,并根据不同类型冻土的划分及性质,结合大兴安岭冻土防治经验,分别对多年冻土、岛状冻土提出了多种处理方案。     

小兴安岭地区的多年退化性冻土与伊嘉公路五汤段冻土试验的研究

黑龙江省小兴安岭地区是我国高纬度多年退化性冻土主要分布地区之一。小兴安岭多年退化性冻土属高温多年冻土不稳定冻土地质类型,多年冻土的热融沉对路基的影响,一是稳定性问题,二是变形问题,这是工程地质中的技术难题。本文主要探讨分析小兴安岭地区多年退化性冻土的分布和特征等问题,以及多年退化性冻土试验段的试验情况,试图加深探讨对多年退化性冻土的认识,研究探索处理多年退化性冻土的技术,这将对保证工程质量和降低工程造价具有重要的意义。     

高寒冻土区路基变形演化规律与破坏特征

为进一步研究高寒冻土区路基变形破坏演化过程,以漠北公路K6+200断面处的高温高含冰量冻土区路基和K8+200断面处的低温高含冰量冻土区路基为研究对象,在路基不同部位和路基下不同深度处土体埋设温度传感器和变形传感器,研究了高纬度、高寒冻土区不同冻土条件下路基实测温度和变形演化过程及其特征。研究结果表明:在高温高含冰量冻土区,在公路建成2年后,路基下出现了明显的融化盘偏移现象,新建宽幅路基呈现出明显的横向不均匀变形特性,路基下形成了2个融化盘,其中一个明显向路基坡脚处偏移,左坡脚和路中冻土上限明显下降了3~4m,路基下原天然地表处沉降达4~9cm,而路肩处冻土上限基本保持稳定;在低温高含冰量冻土区,在保证一定路基高度的条件下,除了建成初期路基土体存在一定的变形(工后沉陷)外,由路基下多年冻土不均匀融化导致的变形很小,因此,在低温冻土区公路路基稳定性相对较好。可见,研究结论进一步阐释了高温冻土区路基、路面变形严重的成因,为高纬度、高寒冻土区路面结构抗融沉破坏设计和病害防治提供了参考,揭示了高温多年冻土区路基纵裂、沉陷等不均匀变形破坏的特征和成因,相比高温多年冻土区,在保证一定路基高度下低温多年冻土区路基具有相对良好的稳定性,这一结论对于高纬度、高寒冻土区不同冻土条件下冻土路基的设计及病害防治具有重要意义。     

黑北公路冻土特征及治理

黑北公路属于岛状多年冻土区，经黑龙江省勘察设计院及中科院寒区旱区环境与工程研究所勘测，最终确定冻土23段。多年冻土处于强烈退化状态，年平均地温较高，冻土热稳定性极差，对人为外界热扰动响应非常敏感，微弱的热影响都会导致其发生很大的变化。冻土的处理是保证黑北路质量的重要部分。     

多年冻土区道路病害类型及防治措施分析

在我国,多年冻土面积占全国面积的21.5%。季节性冻土区面积占全国面积的53.5%,多数分布在我国的大兴安岭,青藏高原,祁连山,及喜马拉雅山等地,冻土分布及发育程度受很多方面的影响,例如植被、地层岩性、温度、土体的物理性质等都对冻土的形成有着紧密的联系,这些影响因素时刻影响着季节性冻土与多年冻土的冻融,对路基造成的影响非常大,路基病害一直是道路方向的难题,本文通过探讨影响冻土地区的因素以及冻土区的病害类型,总结与归纳冻土区病害的处理技术。这对提高行车安全性并降低工程造价具有重要的意义。     

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     

多年冻土地区钻孔灌注抗拔桩静载试验分析

结合青藏铁路清水河多年冻土地区抗拔基桩的竖向静载现场试验,对桩周冻土冻结强度、基桩竖向抗拔极限承载力等进行了深入的研究,并将直孔桩、扩底桩两种不同桩基础的荷载试验结果进行了分析比较,为青藏铁路桩基础设计提供了科学依据.     

青藏线路基纵向裂纹形成和扩展的机理

在多年冻土地区,尤其是高含冰量的多年冻土区,阴阳坡的出现给路基的稳定性带来了极大的危害.路基两侧往往出现了大量的纵长宽大裂缝,部分裂缝甚至贯穿路基.本文通过对路基现场温度进行监测分析,得出路基纵向裂纹形成的原因是路基下的冻土融沉引起路基应力场重新分布;借助断裂力学定性的分析了裂纹在路基内部的扩展趋势,定性分析的结果与现场的路基剖面图是一致的,最后就裂纹今后的扩展的趋势和有可能的危害进行初步预测.     

多年冻土地区的桥涵工程设计

我国是多年冻土大国,不可避免地要在多年冻土地区修建工程。冻土地区桥涵工程的设计成为一个难题。考虑多年冻土特殊的性质,对多年冻土地区的桥涵设计进行阐述,可为多年冻土区桥涵工程设计提供参考。     

路侧积水对青藏公路路基强度的影响分析

为了研究多年冻土地区路侧积水与路基病害之间的关系,基于青藏高原格尔木至拉萨109国道的道路病害调查,研究路侧积水对青藏公路路基强度的影响.从路侧积水与病害位置的对应程度较高,结合SWS-3型连续面波仪的路基强度测试结果,并通过对比无路侧积水时的路基强度测试结果,分析路侧积水使冻土区路基土动弹性模量减小且呈不均匀分布,间接导致路基强度减弱,得出路侧积水是冻土路基不均匀变形、纵向裂缝、波浪变形等病害发生的直接诱因.     

冻土地区桩基础施工技术

多年冻土地区桥梁工程往往由于地基的冻融作用,不良冻土地区现象的影响,会产生各种工程病害,从而影响工程使用。结合大气温度、水文地质条件,混凝土入模温度、冻土初始地温场的影响及相变效应,以传热学为基础,可以得出冻土区单桩地温场控制微分方程、边界和初始条件,以及其空间分析的有限元计算模式。     

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．     

多年冻土路基病害及防治措施探讨

某公路所处区域属高原，人烟稀少、空气稀薄，为季节性冻土及高海拔多年冻土地区，其工程性质随温度、应力和水分变化而变化，针对该种情况，结合本项目特点，重点对冻土路基病害类型及防治措施进行阐述，可为相关施工提供参考。     

冻土处理措施评价

通过对多年冻土地区冻胀融沉的影响因素进行分析,得出温度、水分、土质是决定冻胀融沉程度的重要因素。从降低冻土上限、减弱地下水的水分迁移出发,找到热棒路基、换填路基、XPS板路基、通风管路基、片碎石路基5种解决方法,从原理、适用范围、注意事项3个方面对处理措施进行阐述,为因地制宜,选择合理的冻土处理措施提供依据。     

青藏高原多年冻土区公路智能选线方法

为解决传统公路选线方法难以完全考虑青藏高原多年冻土区复杂地理环境的问题,将地理信息系统(GIS)的空间数据分析技术与智能进化算法引入到多年冻土区的公路选线过程中。利用GIS进行青藏高原多年冻土区的空间数据挖掘,从冻土病害影响因子的连续度和发育度方面考虑多年冻土区微地貌对公路选线的影响,建立了冻土病害危险度计算模型。利用面向对象技术开发组件式GIS,应用于青藏高原多年冻土区,完成了对多年冻土区复杂地理信息的分析和提取。构建了线位优化遗传算法,确立了自适应的迭代策略,借助粒子群算法,建立了基于遗传算法的路线优化模型。以青藏高原西大滩至昆仑山口路线走廊带某路段为例,进行了公路智能选线研究,经算法多次迭代后,得到了最优的线位方案。研究结果表明:在实际环境数据试验中,遗传算法在迭代至第60代左右时得到危险度最低的优选方案,其综合危险度稳定在3.75左右。可见,青藏高原多年冻土区公路智能选线方法能够结合各类冻土病害的危险程度,为公路线位布局指明冻土病害影响较小的区域,有效兼顾了"主动保护多年冻土,确保路基稳定,生态环境友好,布局经济合理"等要求,可作为多年冻土区公路路线设计的参考方法。     

冻土未冻水影响因素试验分析

采用量热法对取自大兴安岭多年冻土带内中俄石油管道沿线冻土样进行了未冻水含量测试。简单介绍了冻土中未冻水的基本概念和量热法测试原理及仪器设备。依据大量试验资料,重点分析了负温值大小、冻土骨架土质特性、冻土初始含水量和冻土有机质含量对冻土未冻水含量的影响和规律,给出了不同土质类型冻土的未冻水含量与负温关系的wu—t特征曲线。     

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。     

冻土区路基填土力学参数原位测定及变形模式分析

基于现场路基填土的载荷试验的结果,分析并确定了在多年冻土区环境情况下,路基填土在经历了一个冻融循环后的承载力、变形模量、剪切模量等力学参数.并就该土层位移变形模式进行了探讨且检验了其正确性.结果表明:将冻土理想化为三维弹性连续介质是较为合理的,其位移变形的理论计算值与实测值较为吻合.     

冻土区路基填土力学参数原位测定及变形模式分析

基于现场路基填土的载荷试验的结果,分析并确定了在多年冻土区环境情况下,路基填土在经历了一个冻融循环后的承载力、变形模量、剪切模量等力学参数.并就该土层位移变形模式进行了探讨且检验了其正确性.结果表明:将冻土理想化为三维弹性连续介质是较为合理的,其位移变形的理论计算值与实测值较为吻合.