工程作用和气候转暖影响加剧了工程下部多年冻土的退化,导致冻土工程稳定性发生显著变化。本文从气候转暖和工程活动下多年冻土变化和冻融灾害的视角探讨了气候转暖与工程稳定性的关系,给出了青藏高原气候转暖下活动层厚度、冻土温度等变化和青藏公路和青藏铁路工程下部多年冻土上限、冻土温度和路基变形等特征。同时,系统梳理了青藏高原冻土工程防治冻土融化的工程技术措施,讨论了未来气候变暖下青藏高原多年冻土的变化特征及其对冻土工程服役性的影响。青藏高原多年冻土在过去数十年来发生了不同程度的退化,工程作用加速了工程下部多年冻土退化,严重影响工程稳定性。青藏铁路采取了冷却路基、降低多年冻土温度的技术措施,但冻土工程仅能适应气候变暖1℃的情况。未来气候变暖1.5℃,青藏铁路冻土工程的补强措施需尽早谋划。

回顾了青藏高原多年冻土区近年来所开展的路基工程地质研究工作 ,指出冻土工程地质勘探在方法上有很大进展 ,总结出了一整套冻土区工程地质勘察的暂行规定和细则。近年来的工作特别注重了对冻土地温和含冰量的研究 ,这是冻土工程地质中特有的十分重要的参数。在大量观测试验的基础上 ,总结出了有关路基稳定性的若干重要结论。据此提出 ,在气候转暖的背景下 ,高温冻土区筑路必须采用“冷却路基”的方法。为寻求气候转暖的对策 ,冻土工程地质预报的研究也取得了很大的进展 ,对冻土区路基工程地质的研究方向提出了新的建议。

青藏铁路的修建面临着高温、高含冰量冻土和气候转暖的难题。要解决这一难题,确保青藏铁路的成功,必须将以往在冻土区筑路常用的以增加热阻为手段的消极的保护冻土原则,改变为以“冷却地基”为手段的积极的保护冻土原则。文章挖掘了由局地因素影响造成的多年冻土“异常”分布的众多实例,并分析了这些局地因素通过改变辐射、对流和传导,对多年冻土生成和保存的作用机理,用自然过程长期作用的结果证明“冷却地基”的方法是可行的。领悟多年冻土“异常”分布为我们提供的启示,可以有目的地选用路堤填料和构思新的路堤结构,用以调控辐射、调控对流、调控传导和综合调控,以达到“冷却地基”的效果,抵消气候转暖的影响,确保青藏铁路的安全和稳定。

在全球气候转暖对多年冻土影响的情景下 ,开展了在多模式下气温升高对冻土上限的影响试验研究 .针对不加抛石遮阳棚、加抛石、加抛石遮阳棚 3种情况 ,地表温度均采取基本温度加 2次不同升温冻融循环 ,每次温控指标逐级提高 0 .5℃ ,即地表温度 3次变化依次按照 - 16 .1～ 5 .8～ - 13.3℃、 - 15 .6～ 6 .3～ - 12 .8℃、 - 15 .1～ 6 .8～ - 12 .3℃进行 .结果表明 ,加抛石及遮阳棚对多年冻土上限有着明显的影响 ,冻土上限的变化与气温基本上呈正相关 ,为寒区道路工程设计与施工提供了理论参考依据