多年冻土水热状况是影响路基稳定性的关键因素。为探明路侧积水对多年冻土路基长期稳定性的影响,首先基于青藏公路长期病害调查与水热监测数据,采用数理统计方法分析了路基积水发育状况与路基病害之间的相关性。其次构建了多年冻土路基路侧积水水热模型,分析了多年冻土公路路基水分迁移规律,得到了积水入渗情况下的路基长期变形机理。最后结合现有工程建设,提出了多年冻土地区路侧积水处治原则与防治建议。结果表明:青藏公路病害大致可分为沉陷、裂缝和翻浆3类,分别占路基病害总数的71.2%, 17.1%和11.7%;在路侧有积水的情况下,病害率平均高出50%左右;路侧积水对路基病害的影响主要体现为:水分渗透路径越短,路基高度越高,多年冻土地基含水率越高,路基病害发生几率越大;积水在路侧10 m范围内时病害率在20%以上,在10~30 m范围时病害率在5%~10%之间,在大于30 m范围时保持在5%左右;多年冻土路基含水率小于25%时,病害率不到10%,含水率处于25%~35%之间时,病害率在15%以上,含水率大于35%时,超过35%路段出现病害;在路侧积水入渗情况下,路基长期变形呈现出震荡增长的趋势,20 a内路基...
冻土地区的沿线自然条件比较恶劣,路基路面质量问题复杂。路基下沉、路面裂缝或是冻融破坏相关的路面破坏现象会直接影响公路的正常使用寿命与功能,增加早期的人力和物力投入。鉴于此,针对此类特殊地区的公路常见质量问题,提出了相应的预防政策,旨在保障道路最佳的使用性能。
750 kV输电工程途经青海拉脊山高海拔区,线路长度超过13 km发育岛状多年冻土。采用现场调查、遥感解译、室内外试验等方法,开展冻土分布与类型、冻土现象、冻土地温、冻土上限研究可为设计提供重要的技术依据。结果表明:冻土发育区域、冻土类型受到海拔、地形地貌、坡向、植被、地表水分条件等因素的影响和控制,多年冻土下界海拔3 660 m;暖季可见热融滑塌、融冻泥流、热融沉陷、热融湖塘、冻土沼泽化湿地等,寒季可见冰椎、冻胀丘、冻拔石等冻土现象;年平均地温-0.26~-0.43 ℃;多年冻土上限深度在1.6~4.3 m。本文从优化线路路径、优选塔基位置、合理选择基础形式、重点塔位采取相应的工程措施、加强施工管理和后期维护等多个角度提出了输电线路建设中的工程对策。
哈大高铁是世界上首条投入运营的新建高寒季节性冻土地区高速铁路。通过对哈大高铁路基冻胀监测数据综合分析,研究了路基冻胀发展变化规律,结果表明:路基冻胀发展包括初始波动、快速发展、稳定维持和融化回落期4个阶段,最大冻结深度普遍大于标准冻深;冻胀变形总体可控并趋于稳定,冻胀变形主要集中在表层级配碎石层,较高的路基含水率加剧了冻胀变形。建议后续路基冻胀防治应对设计冻深根据填料类别等因素进行修正,采用路基基床级配碎石掺水泥不冻胀整体结构,将冻胀观测结果作为沉降评估的重要依据。
季节性冻土地区修建高速铁路的主要工程问题是路基冻胀。针对此问题,近年来铁路建设单位在华北、西北多个高速铁路建设中连续开展了几年的冻胀监测工作。冻胀监测内容多、数据量大,文章综合各线连续几个冻融周期监测成果,对高速铁路路基冻胀评价方法进行了尝试性研究,并总结了冻胀原因,提出了工程措施建议,可为今后类似地区铁路勘察、设计、施工提供参考。
通过对国道317线阿索至中仓公路多年冻土路段工程地质钻探资料进行分析,确定了多年冻土的典型特征,综合多年冻土公路路基病害特征,提出该路段多年冻土路基设计对策,为类似工程提供参考与借鉴。
分析冻土地区的道桥施工现状,掌握技术特点,以此制定相关方案,解决冻土层施工难的问题,期望以此为参考提升冻土地区道桥施工的有效开展。
国家重点基础研究发展计划"973"项目"青藏高原重大冻土工程的基础研究"(2012CB026100)实施5年来,围绕构筑物群相互热作用机制及其与冻土环境变化的响应过程、冻土区构筑物稳定性和工程服役性能的评价方法与理论、冻土工程走廊构筑物群致灾因子与灾害评估指标体系三大科学问题开展系统研究。在走廊冻土变化及其灾害时空演化规律、多年冻土地基热、力响应的多因素耦合机制、冻土工程构筑物基础稳定性与服役性能的评价与预测、冻土工程走廊构筑物相互作用及其对环境变化的响应、冻土工程灾害评估及其防治对策等方面进行了系统而全面的基础研究工作,推动了冻土工程学科的进一步发展,维护了我国冻土工程研究的国际领先地位,研究成果将为高原工程走廊重大冻土工程规划、建设、维护和生态环境屏障建设提供科学基础。本文对项目研究的主要突出进展做了介绍,并对未来的研究工作进行了展望。
在多年冻土地区修建道路有许多特殊的工程地质问题。根据多年的数据调查发现,随着全球气候变暖,路基下多年冻土升温,导致冻土上限下降,冻土开始逐渐退化融沉,由此导致的路基病害仍在发展,最突出的问题是热融沉陷。冻土融沉导致路基不均匀沉降,最终引发沥青道面产生形变,导致纵向裂缝和横向裂缝等多种病害。在对多年冻土地区沥青路面病害破损资料调查的基础上,就上述问题进行了进一步的分析。
多年冻土区沥青路面的吸热量与幅宽密切相关,高速公路宽幅沥青路面的吸热量较二级公路将显著增加,并在路基底部中心位置产生"聚热效应"。而传统的冻土工程措施都是针对低等级公路窄幅路基的需求提出的,不能满足高速公路宽幅路基热量调控的使用要求。文中基于沥青路面宽幅热效应的分析,对传统的单一工程措施进行了综合评价,根据各自的适应条件及作用机理提出了两种复合工程措施,并对13.5m幅宽试验工程的地温观测数据进行了分析,研究表明两种复合措施都具有良好的地温调控效果,对宽幅沥青路面的热效应可起到防治作用,目前已在共玉高速公路建设中进行了推广应用。