为评价青藏公路沿线多年冻土区高寒草甸和人工种植植物固土护坡力学贡献,本研究选取位于青藏公路沿线北麓河地区一处热融滑塌灾害作为研究区。以原生草甸(主要植物种为嵩草(Carex myosuroides Vill.)和藏嵩草(Kobresia tibetica Maxim.))和人工种植垂穗披碱草(Elymus nutans Griseb.)、星星草(Puccinellia tenuiflora(Griseb.)Scribn.&Merr.)、冰草(Agropyron cristatum(L.)Gaertn.)、早熟禾(Poa annua L.)、碱茅(Puccinellia distans(L.)Parl.)和中华羊茅(Festuca sinensis Keng ex S.L.Lu)等6种生长期为1 a草本为研究对象,通过开展室内原状根-土复合体剪切试验,探讨了草本根系增强热融滑塌型边坡体抗剪强度作用贡献,并采用静力平衡法对该热融滑塌型边坡稳定性进行了评价。主要得到如下结果:通过室内洗根试验得到根-土复合体试样平均含根量由高至低依次为原生草甸(33.33 mg·cm-3
以青海省道312线玛多至色吾沟公路K315段边坡热融滑塌为研究对象,结合气象水文特征及工程地质条件,分析该处热融滑塌的原因。通过室内实验及指标反算确定了岩土体基本参数,采用GB 50021—2001《岩土工程勘察规范》和基于有效应力原理的两种不同计算方法对热融滑塌斜坡的稳定性进行评价。根据评价结果,提出圆截面抗滑桩及回填反压两种手段对滑坡进行治理,综合考虑环境保护、工程经济性等因素,建议采取回填反压的处理方式。
在全球气候变暖和高原多年冻土持续退化的背景下,青藏高原多年冻土区热融滑塌现象普遍发育,其形成不仅影响区域生态环境,还可能威胁工程构筑物的稳定性。本文在多年野外调查工作的基础上,结合遥感及历史气象资料对青藏高原多年冻土区热融滑塌的诱发因素、分布特征及演化过程进行了分析。结果表明:冻土活动层滑脱的发生是诱发青藏高原多年冻土区热融滑塌的主要因素,其次为工程扰动和湖水的热侵蚀;活动层滑脱型热融滑塌的发育过程主要包括冻土活动层滑脱的发生、后缘坍塌后退及坡面泥流的形成等三个阶段,热融滑塌形成以后其溯源侵蚀过程将持续数年甚至十几年直到后缘位置地下冰含量明显减少或者消失为止;在空间分布方面,热融滑塌更倾向于分布在坡度较为平缓(3°~8°)的丘陵山地及山麓区域的阴坡一侧;近年来青藏高原多年冻土区热融滑塌呈剧烈增多的趋势,且这种骤增现象主要发生在有极端气温出现的特殊年份,并不是均匀的分布在每一年。研究成果对未来青藏高原工程规划、资源开发及环境协调发展具有重要的指导意义。
多年冻土区斜坡稳定性是工程建设和铁路正常运营必须面对和解决的问题,其中最严重且难以防治的属热融滑塌。近年来,格(尔木)拉(萨)段铁路山体滑坡现象不断增多,严重威胁到铁路路基的稳定性与运营安全。另外,滑坡的分布与形态特征及运动规律与其他地区的滑坡具有显著差异。为探索多年冻土区热融滑塌的分布特征、发育规律、触发因素、破坏方式与影响因素,研究有效的热融滑塌治理措施,保证铁路工程的质量与运营安全,本文以青藏铁路格拉段K1154+900~K1155+000线路右侧山体滑坡综合处治工程为研究对象,分析了多年冻土地区热融滑塌的特征及形成机理,并提出了多年冻土地区斜坡热融滑塌工程病害的治理措施。
不良冻土热融滑塌平面、剖面示意图,提取不良冻土热融滑塌特征,以此为基础,采用微分方程模拟热融滑塌温度场数值,以模拟结果为基础,结合热融滑塌实际情况,采用填埋碎石防治不良冻土热融滑塌,并制定相应的恢复对策,实现了不良冻土热融滑塌致生态破坏的防治及恢复。与现有的不良冻土热融滑塌致生态破坏的防治方法及恢复对策相比较,提出的不良冻土热融滑塌致生态破坏的防治方法及恢复对策,极大的提升了防治效果,充分说明提出的不良冻土热融滑塌致生态破坏的防治方法及恢复对策具有更好的性能。
热融滑塌导致的斜坡失稳是冻土区公路修建过程中面临的主要挑战。以三阿公路阿尔山冻土区热融滑塌斜坡失稳为研究对象,分析了冻土区热融滑塌的基本特征,从冻融作用、高含冰量冻土和降水作用三个方面探讨了融冻泥流及热融滑塌的产生机理。分析表明,反复冻融作用导致水分迁移及分凝冰聚集,形成了高含冰量冻土层,高含冰量冻土层的融化是融冻泥流的主要原因,降水作用和施工扰动促进了热融滑塌的发育。针对热融滑塌对公路施工的不利影响,提出了相应的处置措施。
本文以高寒高海拔地区某公路边坡工点实例为依托,从加固机制、稳定性验算、处置效果、工程造价对比分析等方面,对该工点季节性冻土热融滑塌综合治理方案进行阐述,以期为今后类似工程提供设计参考。
全球气候变暖及人类活动导致青藏高原大面积冻土退化、热融滑塌等问题,严重影响了多年冻土区工程建设和生态环境。利用无人机高空间分辨率影像和面向对象分类技术进行了黑河上游俄博岭垭口冻土区热融滑塌监测实验,详细分析了最邻近、K-最邻近、决策树、支持向量机(support vector machine,SVM)和随机森林5种面向对象监督学习方法提取冻土热融滑塌边界的性能和精度,并使用野外实测数据对实验结果进行验证。结果表明,面向对象分析中分割尺度对热融滑塌提取结果影响较小,而不同组合的分类特征影响较大,因此选择合适的分类特征是关键; 5种分类方法的总体精度均在90%以上,其中SVM方法的Kappa系数高于其他4种分类方法,表明该方法在本次实验研究中更适合无人机遥感影像冻土热融滑塌边界提取。无人机高空间分辨率遥感与面向对象分类方法相结合在冻土热融滑塌监测中具有广阔的应用前景。
介绍冻土区热融滑塌的机理,分析影响其稳定性的各项因素,包括冻融交界面位置和暖季强降雨等因素;采用现场实例评价了目前关于冻土边坡稳定性5种计算方法,且利用改进极限平衡法评价了具有上部结构物的斜坡稳定性。结果表明,采用"冻阻法"计算比较适合青藏铁路安多段自然边坡稳定性评价;改进极限平衡法能评价较复杂条件下的斜坡稳定性问题。
冻土地区斜坡的稳定性很大程度上取决于坡体内温度场的分布状况.在野外观测数据无法完整的反映出热融滑塌发展过程中斜坡温度场分布的情况下,结合青藏公路K3035热融滑塌的气候及工程地质条件,应用有限元方法进行了滑塌过程温度场分布的数值模拟,并与实际观测资料进行了对比,进一步讨论了在滑坎位置填埋碎石的工程防治措施的效果.结果表明滑坎位置下多年冻土不稳定,容易导致斜坡的进一步滑塌,而防治措施能有效遏制滑塌趋势.