多年冻土区砂砾路面公路下冻土融化过程预测

准确把握未来青藏高原冻土区公路冻土的融化过程及其影响因素,对于该区公路建设和维护具有重要的现实意义。文中分析计算在气候变暖的条件下青藏高原不同年平均气温地区砂砾路面公路下冻土的融化特性,计算和对比分析不同条件下冻土的融化速率以及起始融化时间,补充和完善了实测资料在时间和空间上的不足,总结了多年冻土地区公路路基下多年冻土的变化规律。     

青藏公路高温冻土区沥青路面下土体热动态分析

利用青藏公路多年冻土区温度的监测资料,分析了高温冻土区普通路基下冻土的热状态及其人为上限的演变特征,并与自然地表下的变化特征进行对比。结果表明:1)沥青路面近地表温度年增幅明显大于自然地表的温度年增幅;2)与自然地表下相比,沥青路面下深部(h>6m)土体具有较小的温度梯度,对外界热扰动敏感;多年冻土温度逐年升高,不利于路基的长期稳定;3)高温冻土路基下浅部土体,冻结期明显小于融化期。融化期时间提前至3月底4月初,而冻结期开始时间与自然地表下均为11月底;融化深度大于冻结深度;4)沥青路面下多年冻土人为上限逐年下降,下降速率快于多年冻土天然上限下降速率,并且在多年冻土顶板上部已经形成贯通的融化层,融化层厚度逐年加厚。     

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.     

多年冻土地区填方路基温度场分布特征

针对多年冻土地区填方路基温度场对路面结构稳定性的影响,建立路面结构有限元数值模型,从填方路基高度、季节变化、地温条件、"阴阳坡"效应4个方面对多年冻土地区填方路基温度场分布特征开展研究。研究表明:坡脚处不同深度位置温度均随时间增长而呈周期性增长,其中0~5年时间内温度增长速率较快,前5年年均增长率约为3.2%~3.5%,第5年之后,温度增长变缓,增长速率约为0.8%~1%;10月的路基外天然地面达到最大融深,路面下融化盘达到最大,路基体处于最不利状态。第5年开始,未回冻融化夹层明显向阳坡侧偏移,普通路基融化盘呈扁平状,阴阳坡路基融化夹层则沿阳坡方向呈长条形;"阴阳坡"路基由于路基两侧温差较大,改变了传统"凸"形融化盘形态,融化峰面阴坡侧高、阳坡侧低,形成了天然滑动坡面,滑动面起于阴坡融化峰止于阳坡坡脚融化盘,10月的融化面处于最不利季节,对路基稳定性造成威胁。研究表明在多年冻土地区路基选择和修筑时,应充分考虑温度场变化对路基及底部多年冻土的影响,填方路基高度要有合理控制区间,考虑"阴阳坡"效应对路基稳定性的影响,做好路基阳坡面的防护措施,研究结果对多年冻土地区公路工程修筑提供参考。     

青藏铁路高原多年冻土区片石通风路基新结构

1 前言 在解决青藏高原多年冻土问题时，可根据不同的冻土条件，选择适宜的处理方案。而这些方案均遵循保护多年冻土或延缓多年冻土的融化下沉速率的原则。主要处理措施包括：修筑各种材质护道、……     

青藏公路沥青路面下季节活动层的变化特征

青藏公路沥青路面下季节活动层的变化，既与天然地表有相似之处，也有差异之处。相同条件下，天然地表下季节活动层变化比较稳定，而沥青路面下季节活动层的变化一直处于不稳定状态，人为多年冻土上限不断下移，同时在季节活动层中出现融化夹层，这种特殊的变化过程与沥青路面修筑直接有关。通过热量分析，认为人为多年冻土上断下移和融化夹层的出现，归因于热量各界和冬季气候较暖，它阻碍了季节活动层冻结前缘下移，促进了多年冻土     

多年冻土地区路基温度场的数值模拟研究

本文以五道梁地区典型路基为研究对象,对多年冻土地区路基温度场进行数值模拟,研究了不同上垫面类型对路基温度场的影响。结果表明:季节冻结过程的特点主要是单向冻结和双向融化,上边界负温变化大而下边界正温变化小,冻深主要受上边界制约。季节融化过程特点则是单向融化和双向冻结,上边界为正温变化大,下边界为负温变化小,同样主要受上边界制约。位于多年冻土地区的水泥路面结构可把路面的年均温度降低到2.2℃左右。受全球气候变暖的影响,路基各边界处年均温度均呈现上升的趋势,各边界升温速率从快到慢排序依次为:沥青路面、水泥路面、阳坡、天然地面、阴坡。     

高温不稳定多年冻土区片块石路基热状态变化分析

基于高温不稳定多年冻土区长期温度数据,针对片块石路基温度变化、热收支、冻融循环特征进行了分析。结果表明,片块石层作为主动冷却措施的一种,增加了冷热空气的交换,减少了进入路堤的热量,有效地减少了热扰动对路基下路多年冻土热稳定性的不利影响,但观测期间路基中心下的最大融化深度有逐渐增大趋势,且热量在路基阳坡热收支远大于阴坡,右路肩热收支是左路肩的2. 73倍,右坡脚热收支是左坡脚的2. 29倍,这种热量差异引起路基阳坡下伏多年冻土升温大于阴坡,导致阳坡冻土上限发展速率明显大于阴坡。     

东北岛状多年冻土分布特点及其公路路基设计对策

以东北岛状多年冻土的冻土温度高、受地表植被及土质岩性和地表水影响大、分布面积小、冻土厚度薄等特征为依据,结合对已有的多年冻土区公路建设的成果提炼后再创新,按预先融化冻土、控制冻土融化速率和保护冻土的路基设计原则,分别提出了冻土厚度小于2 m、大于2 m的路基设计技术方案,对东北岛状多年冻土区的公路路基设计具有重要指导意义.     

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。     

沥青路面下冻土热稳定性和热融敏感性的变化

多年冻土区修筑沥青路面后，引起了路基下多年冻土上限、多年冻土热状态等变化。本文根据提出的多年冻土热稳定性和热融敏感性模型，定量地评价多年冻土区修筑沥青路面后冻土热稳定性和热融敏感性的变化。结果显示，修筑路基并铺设沥青路面后，冻土热稳定性和热融敏感性发生了较大的变化，并与多年冻土顶板温度、年平均地温、季节融化深度等具有良好的一致性。     

气候变暖对青藏铁路多年冻土区路基影响分析

通过对青藏高原气候变化预测情况的认识,采用数值模拟计算,对两种不同升温条件下多年冻土区的热状况及对年冻土退化范围进行了预测,并据此提出了气候变化背景下多年冻土区路基工程的总体设计原则.对升温条件下多年冻土区路基工程的稳定性进行了分析,总结了气候变化对青藏铁路多年冻土区路基工程的影响.     

不同填筑材料对公路路堤热稳定性影响的数值分析

为了对比分析块石和普通填土作为路堤填筑材料时路堤结构的热稳定性,以S308线伊尔施至柴桥段公路工程作为研究背景,通过数值模拟建立了考虑冰水相变的冻土路基传热模型,计算了项目完成后20年内路基的温度场,给出了两种填筑材料路基结构的地温变化和多年冻土上限变化.结果表明:填筑层为普通填土时,路基下多年冻土上限不断降低,融化夹...     

高纬度多年冻土区路基工后温度变化规律研究

为掌握大兴安岭多年冻土地区路基工后温度变化规律,选取中俄原油管道漠大线林区伴行路典型多年冻土区路基断面,采用DS18B20温度传感器对建成通车后的路基进行为期两年的温度监测,分析研究路基温度变化、冻土年平均地温、冻土上限变化和冻土温度阴阳坡差异。结果表明:路基范围内各测温点不同深度温度随着气温发生年周期性变化,路基浅层温度变化频繁,随着深度增加,路基内温度变化幅度逐渐减小;不同深度土层最低值或最高值温度出现的时间并不一致,下部土层最低值或最高值温度出现时间明显滞后于上部土层;路基冻结时间自11月份开始,至次年的4月中旬随着大气温度的上升开始融化,冻结时间持续5个月左右;多年冻土为热极不稳定冻土类型,且在上覆路基的影响下,多年冻土产生了严重的退化现象,路基下多年冻土的年平均温度升高;在阴阳坡效应的影响下,大气温度对阳坡面路基下地温深度的影响大于阴坡面,阳坡面路基下多年冻土的年平均地温大于阴坡面,阴坡面路基下多年冻土融化时间比阳坡面的少30 d左右。研究结果旨在更有利于我国大兴安岭地区多年冻土路基稳定性问题的进一步研究,为该地区道路工程建设和维护提供参考资料。     

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.     

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。     

大兴安岭地区多年冻土公路路基设计

在大兴安岭多年冻土地区修筑公路,由于冻土土质、温度、水及荷载的作用引起应力场变化和重新分布,易使路基出现冻胀、翻浆、融沉等病害和桥涵出现冻胀隆起、融化下沉等病害。基于漠河—洛古河公路路基设计的实践,探讨大兴安岭地区多年冻土公路路基勘察手段、设计方法及工程中采取的措施,以有效减少多年冻土给公路建设带来的损害。     

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。     

高纬度多年冻土区漠北公路路基变形特征分析

通过漠北公路沿线各试验段不同冻土条件和工程措施下各层土体沉降变形状况,分析东北高纬度岛状多年冻土区路基沉降变形主要发生土层部位及其破坏原因。分析结果表明:路基施工完成后早期路基变形较大,主要由工后不均匀沉降变形引起,变形主要由原天然地面下季节活动层的沉降压缩变形等引起,由于运营时间较短,由多年冻土融化引起的沉降变形很小。路基沉降变形主要发生在暖季,在冷季（11月~次年6月）路基基本保持稳定,变形很小。路基整体变形状况与冻土含冰量、冻土地温有一定的关系。高温多年冻土区比低温多年冻土区变形大。     

高纬度多年冻土区路基温度场规律研究

通过对漠北公路沿线各试验段不同冻土条件、路基高度和工程措施下,路基下多年冻土温度场的变化情况进行研究,分析东北高纬度多年冻土区路基变形的主要原因。分析结果表明:在高纬度多年冻土区修筑路基后,会造成多年冻土上限大幅下移,从而在路基下形成一个较为明显且厚度较大的软弱层,进而引发路基沉陷。东北多年冻土区路基施工时,地表土体可采用砂砾或块石对表层土地进行冲击碾压,在高含冰量路段可采用块石路基,以缓解因下层土体沉陷而引起的路基变形。