依托国道332线库布春林场至根河段公路工程,提出了通过加强工程地质选线及用综合勘察手段,准确查清岛状多年冻土的分布范围和性质,并针对不同冻土类型及性质,提出了不同的治理手段,减少了冻土引起的病害,降低了多年冻土治理成本。

冻土是具有负温或零温度并含有冰的土(岩)。我国东北地区冻土分布范围广泛,在工作中涉及冻土地区的工程地质勘察问题较多。本文通过对冻土地区工程地质勘察的主要工作内容进行分析,从冻土工程地质区划原则及冻土工程地质评价等方面探析冻土地区工程地质勘察要点。

本文针对东北地区的季冻区冻土这种特殊工程地质条件下的路基冻害问题,分析了路基冻害的原因和防治路基冻害的工程措施的防治原理,在此基础上提出了一种具体的防治路基冻害的方法——加灰法,并用室内直接剪切试验和动三轴试验验证了加灰法的可行性。

冻土属土质学范畴内的一种"特殊"土类,以地学研究的问题类型和俄罗斯工程地质学理论为基础,利用科学哲学的手段对冻土学研究的问题、系统类型、学科结构、研究任务、科学方法等方面进行了阐述.首先,对冻土进行了重新定义,从冻土的形态多样性入手说明了冻土学的研究对象;其次,提出冻土学中"今日"、"昨日"和"明日"3个问题;再次,针对冻土学研究的系统类型,并结合工程、冻土和环境的动态变化关系,将冻土学研究系统分为冻土-工程系统和冻土-环境系统,并从各个子系统(圈)的动态变化入手深入阐述其相互作用和相互制约的关系;然后,将广义工程地质学的学科结构应用于冻土学,并针对现今冻土学的发展状况,简要地展望了冻土学未来的理论-方法研究任务;最后对冻土学的科学研究方法进行了分类,并在此基础上阐述了冻土学与其他学科的相互联系.

自然因素在地球表面的作用是对土壤转变过程、工程性质和地质特征的改变起到了决定性的作用,与此同时研究考虑了适用于新设施建设的关键评估方法。各种研究结果表明主要的自然因素(热量、气候和构造)很大程度上影响开发可利用冻土层。最终确定出各影响因素与工程和地质条件的关系,并分析了冻土的形成原因。

工程研究的主要目标是获得有关自然条件下季节融化层信息;找出下方道路路基冻土的组成和性质;研究堤岸基础土壤(解冻和冷冻)的热状况和识别配置技术以及融区的厚度;分析融区和道路变形之间的连接。阿穆尔公路的成岩基地研究采用了冻土地质工程监测手段。根据所获得的结果显示,多年冻土的自然技术动态区域概况已经形成。研究发现了永久冻土层的高含冰量和融区厚度的道路路堤高度,同时建立了底层土壤的组成和水含量的关系。相对于该地区的自然环境,指出了在自然条件下的全球区域气候变化中高含冰量冻土的大贯量。

214国道位于青藏高原的东缘,1985-2012年期间的冻土勘察和地温监测资料表明,在河卡山至清水河439 km范围内的高山、滩地和沼泽化草甸地区分布着不连续和岛状多年冻土,公路实际穿越的多年冻土段累计里程约232.4 km,沿线绝大部分路段的地温高于-1.5℃,含冰量、冻土上限等多年冻土特征指标随地形、地貌变化剧烈.在分析上述资料的基础上,从冻土热稳定性和自然环境两个因素入手,采用突变级数法建立了多年冻土工程地质条件评价模型并对214国道多年冻土工程地质条件进行了定量评价.结果表明:214国道沿线冻土热稳定性普遍较差,自然环境多处于一般状态.除局部少冰、多冰冻土路段以外,沿线多年冻土工程地质条件总体处于较差或恶劣状态.与214国道病害调查资料进行比较后发现,路基病害一般发生在工程地质条件差的路段.这表明该评价结果比较准确的反映了沿线的多年冻土工程地质条件,对于现有214国道和新建共和-玉树高速公路的运营和维护具有重要的指导意义.

阿里机场位于西藏阿里地区,是我国海拔第二高机场,处于高原寒带季风干旱气候区,年平均气温在0℃以下。由于机场场区地下水埋深浅,且含有一定盐分,形成了盐渍化季节性冻土。盐渍化季节性冻土工程地质性质独特,在我国机场建设历史上尚属首次发现,在设计和施工中没有类似工程经验可以借鉴。本文通过对盐渍化季节性冻土工程地质特性的研究,提出了有针对性的技术处理方案,并运用到工程建设中。机场经两年多的运行和相关监测验证,该技术方法成功解决了机场场道地基盐渍化季节性冻土问题,从而为我国类似高原机场建设积累了宝贵经验。

祁连山地区地势高耸,气候严寒,冰缘现象广布,各类冰缘现象受地形与水分条件的控制,分布具有明显的规律性。祁连山多年冻土属青藏冻土区,阿尔金山-祁连山亚区,分布在海拔3 400m以上的高山、谷地、盆地中。多年冻土分布具有明显的高度地带性,随高度增加,冻土分布呈现出季节冻土-岛状冻土-连续冻土更替,同时,多年冻土下界高程与经度明显相关,自西向东表现出下降趋势,这一变化与降水在东西方向的变化有关。同时局地因素对冻土分布影响显著,该文对比分析了坡向、植被与水分、岩性等诸因素对多年冻土分布的影响,评价了各种冻土的工程地质特征。

阿里机场位于西藏阿里地区,是中国海拔第二高机场,处于高原寒带季风干旱气候区,年平均气温在0℃以下。由于机场场区地下水埋深浅,且含有一定盐分,形成了盐渍化季节性冻土。盐渍化季节性冻土工程地质性质独特,在中国机场建设历史上尚属首次发现,在以往的设计和施工中没有工程经验可以借鉴。该文通过对盐渍化季节性冻土工程地质特性的研究,提出了有针对性的技术处理方案,并运用到工程建设中。经机场2年多的运营和相关监测验证,该技术方法成功解决了机场场道地基盐渍化季节性冻土问题,从而为中国类似高原机场建设积累了宝贵经验。