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.     

分层加筋技术与冻土路基裂缝防治

裂缝是多年冻土路基的特殊性问题之一。为抑制路堤裂缝的产生和发展,在填土中分层敷设土工格栅,利用土工格栅良好的抗拉性能,提高路堤土体强度,增强路堤整体稳定性,减少路基土体自中心向两侧的水平位移,试验和工程实践证明是一种行之有效的工程措施。     

高水压、大流量高原隧道富水区治理技术

详细介绍了关角隧道4号斜井高水压、大水量区域的治理方案,内容包括新型堵水材料选择、注浆堵水技术、投入机械设备,以及针对相应情况采取的技术措施。施工实践表明,该施工方案合理可行,效果良好。     

冻土铁路涵洞施工对地基土地温的影响

通过对青藏铁路沱沱河试验段2座试验涵洞进行地温现场监测和观测数据的分析,研究适合青藏高原特殊施工环境的涵洞施工工艺、最佳施工季节、施工对多年冻土的影响以及沿涵洞轴向多年冻土上限的变化特征。研究表明:涵洞施工选择在寒季且选用预制基础,对冻土的热扰动较小;受涵洞施工热扰动、路基填土储热以及涵洞过水等的影响,建涵初期涵洞下多年冻土地温升高,且有部分融化现象;由于涵洞的通风与遮阳作用,涵洞下多年冻土近地表地温的变化特征与天然地面下有明显的不同,涵内浅层地温对气温的响应比天然地面相应深度迟缓,浅层地温年波动幅度逐渐减小,尤其在夏季正温波动幅度明显减小,同时沿涵洞轴向不同部位地温变化特征也有所不同,涵身地基地温正温波动幅度小于进出口,而负温波动幅度大于进出口,与此相应,涵身冻土的人为上限一般也高于洞口,说明路基和涵洞具有保温隔热的作用。     

高寒高海拔多年冻土区拓宽路基差异沉降

为了研究高寒高海拔多年冻土区拓宽路基面层吸热对下伏多年冻土温度与沉降的影响, 建立了基于热力耦合理论的差异沉降计算的有限元模型, 并利用实体工程监测数据对模型进行了修正, 分析了不同季节、不同填高与阴阳坡工况下拓宽侧路基差异沉降分布规律, 确定了多年冻土区最优路基拓宽位置。研究结果表明: 多年冻土区拓宽路基最大融深与沉降均出现在秋季, 10月份的变形最不利, 病害特征最突出, 其中4m填高路基第10年最大差异沉降为16.9cm, 分别为7、1、4月份沉降的1.1、1.4、1.7倍; 差异沉降与路基填高存在正相关性, 当路基填高分别为2、4、6 m时, 10年内路基的差异沉降分别为13.2、16.9、18.1cm; 阴坡侧拓宽路基的温度与沉降变化小于阳坡侧, 在10年内, 阳坡侧拓宽路基底面最大升温为1.3℃, 阴坡侧为0.6℃, 阳坡侧拓宽路基最大差异沉降为16.9cm, 阴坡侧为12.3cm; 即使阴坡侧拓宽, 差异沉降仍使拓宽路基顶面形成一个斜率为2%~3%的斜坡, 进而使路面产生较大附加应力, 最终造成结构层病害。     

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。     

石灰桩融化岛状多年冻土的试验研究

针对岛状多年冻土区的新建工程和既有工程改扩建过程中面临的地基多年冻土稳定性问题,利用生石灰与水反应放热原理,采用预融技术对多年冻土地基进行处理,达到使冻土融化并固结沉降从而增强地基承载力的效果。在收集国内外工程中处理岛状多年冻土的主要方法和生石灰桩在处理地基的应用范围等相关资料的基础上,创新性开展石灰桩预融冻土地基室内模型试验研究,通过试验确定适用于融化高温岛状冻土且增强其地基承载力的石灰桩材料类型、材料配合比及施工工艺,并对其应用效果进行评价,形成在高温岛状冻土地区可以应用的一种新型成套石灰桩预融技术。     

多年冻土区灌注桩的人工冷却试验研究

多年冻土区灌注桩修筑过程中,混凝土携带的热量和水化热会对周围冻土产生强烈的热扰动,由于基础在回冻前承载力非常小,因此桩基的快速回冻已成为该地区基础设施建设中备受关注的问题。为解决该问题,创新性地提出人工冷却法在多年冻土区灌注桩中的应用,以实现基础的快速降温和回冻,并在青藏高原北麓河进行现场人工冷却灌注桩试验。试验结果表明：人工冷却降温效果显著,试验进行到第2天,基础周围土体温度已经降至天然场温度以下;随着冷却试验的继续进行,基础和周围土体的温度会进一步降低;人工冷却有效降低了土体温度,并增加了桩基周围土体的冷储量,冷却试验结束后的第7个月试验桩的平均界面温度为-0.6℃,无冷却措施桩对应的平均界面温度为-0.37℃。承载力计算结果表明：人工冷却可以快速、大幅提高桩基的承载力,通过该措施的应用,试验桩的承载力可提高至2 231 kN,而无冷却措施桩对应时刻的承载力仅为549 kN;该措施有效缩短了冻土区灌注桩施工的后续等待时间,经过人工冷却的桩基承载力很高,冷却结束后即可进行上部荷载的施工。人工冷却可作为冻土地区桩基快速施工中的一种重要方法和有效途径,其不仅能够解决灌注桩对冻土产生热扰动这一难题,还能够有效缩短工程的建设周期,具有很高的工程应用价值。     

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.     

青藏铁路加筋路堤试验工程监测方法

结合工程实例 ,简要分析在青藏高原多年冻土区修建的铁路路堤易遇到的变形问题 ,重点探讨路堤变形的监测方法。