近年来,青藏高原多年冻土区盐湖面积不断扩大,漫溢后形成高矿化度水流流经铁路、公路的桥梁墩台,给线路运营造成了较大的安全隐患。针对盐湖漫溢河道处的桥梁工程进行研究,分析了盐湖漫溢对桥梁墩台带来的主要影响,提出了针对性的防治对策,并基于现场监测数据对工程效果进行了评价。主要结论包括:高矿化度水流对桥梁墩台造成的影响主要有河道下切严重,对地基多年冻土热干扰严重和对桥墩及基础混凝土腐蚀。针对高矿化度水流对桥梁墩台的影响,提出了区域河流疏导和冻土防护、桥墩基础冻土热防护、桥梁结构构造防腐蚀3个方面的整治技术;根据初期监测数据分析,高矿化度水流流量较大,造成下部冻土退化严重,但在合理的整治工程实施后,近1年多来未发现桥梁墩台变形。同时,地温监测数据验证了热棒具有保持多年冻土稳定的作用。
阐述了在俄罗斯西伯利亚地区研究多年冻土的重要科学意义,回顾了InSAR技术的发展概况,并以俄罗斯西伯利亚地区东南部的克拉斯诺卡缅斯克区域为例,利用短基线集(SBAS-InSAR)技术处理了Sentinel-1数据,得到了符合冻土季节性变化特征的多年岛状冻土形变结果。
基于有限元理论构建数值仿真模型,研究了高原多年冻土区室内采暖场景下大跨度建筑物基础周围的冻土上限演化规律。结果表明:建筑物周围的冻土上限呈漏斗状分布,且随着时间的推移漏斗的范围逐渐扩展;与室内无采暖场景相比,室内采暖时的漏斗范围明显偏大;随着时间的推移,建筑物基础周围的冻土上限最大值呈递增趋势,但采暖场景下的最大冻土上限较未采暖时明显偏大;采暖温度越高,建筑物周围的多年冻土上限越低;对沉降敏感的大跨度结构应采取对应的措施减小或消除其冻土上限变化对建筑物的影响。
简要介绍了青藏高原冻土监测的意义,对常见的长时间序列In SAR技术概况进行了详细论述,并以五道梁地区为例,使用小基线集方法处理ASAR数据,取得了较好的地表形变结果。
对高原冻土地区典型冻土工程特性予以研究,从冻土各组分作用机制、冻土内的物质迁移特性、温度造成冻土的融沉与冻胀及冻土主要强度指标及其影响因素等方面进行论述,对测定冻土土动力学参数的常用温控动三轴仪系统及其操作方法予以介绍,以期为高原冻土地区的冻土研究及建筑物设计施工提供理论基础。
利用自行设计的试验台,通过模型实验研究了钢管冻土组合结构承载后的变化规律。研究结果表明加载过程中组合结构底部跨中位置先行开裂,破坏前纵向应变沿截面高度近似成线性分布,而钢管与冻土脱离后仍能发挥部分承载作用。
通过对京漠公路岛状冻土区路基施工前预埋温度传感器,进行原植被保护区冻土和清表后仅覆盖砂砾层冻土路基温度变化规律进行研究,拟通过其工前温度变化规律为冻土区路基选择合适的处理方法提供依据。分析结果表明:该路段原植被具有较好的隔热效果,能够有效保护当地原状冻土;清表后仅覆盖砂砾,其下土层受地温影响较大,温度在冻土中传导具有一定的滞后性和衰减性。结合该路段的地质勘查资料及岛状冻土区路基施工前温度变化规律,给出了治理该路段冻土的推荐措施。
为治理季节冻土区路基冻害,减小冻融期间因水分迁移而引起的不均匀冻胀,提出一种黏土浆液注浆方法,通过数值计算并比较应用此种方法加固前后路基内部振动响应变化,结果表明此注浆法对于减小路基内部振动响应效果明显。
针对我国东北高寒岛状冻土路基因冻胀融沉引发的各类路面病害,分析了岛状冻土区路基的冻胀融沉原理,提出了将桩筏应用于岛状冻土路基处理,为岛状冻土区路基的处理提供了另一种形式,能够有效提高岛状冻土区道路的工程质量。
针对季节性冻土区沥青混凝土路面的开裂问题更加明显的实际情况,结合鞍山地区沥青混凝土路面开裂形式,分析季节性冻土区沥青混凝土路面的开裂机理,进而总结出了相应工程防治措施,具有一定的现实意义。