季节性冻土地基具有冬季冻胀、春季融沉的特性,在其上修筑的路基通常产生沉降和滑移变形,最终导致路基失稳。基于上述原因,通过介绍季节性冻土路基冻胀和融沉产生的机理,以及季节性冻土路基变形监测的原则和内容,并结合墨脱公路的监测结果对季节性冻土路基的稳定性进行分析评价。该研究对季节性冻土路基的设计、施工及稳定加固具有重要的指导意义。
结合冻土流变学、冻土物理学、冻土力学和传热学等相关学科的基本理论,并考虑水分场与温度场的耦合作用及温度对冻土路基力学特征的影响;同时引入冻土野外试验蠕变方程,进而建立了冻土路基的水、热、力(蠕变)分析数学模型,并编制了相应的有限元计算程序。随后,以青藏铁路某试验段路基为例,对多年冻土区路基的热—力稳定性问题进行了系统研究,并通过与现场实测数据对比发现,所建立的冻土路基热—力理论模型正确合理,较好地分析预测了青藏铁路多年冻土路基的长期稳定性。
通过分析目前青藏铁路多年冻土区斜坡路堤稳定性状况的本质特点,结合目前稳定性计算分析方法研究现状,切合实际地提出了从热学和力学两方面分别进行分析和计算,并综合评价斜坡路堤稳定性的方法。通过现场典型断面的计算分析可以看出:①对于热力学属性呈动态变化的斜坡路堤,分析其最不利状况可以得到符合实际的稳定性状况结果;②当斜坡路堤处于热学稳定状态时,其力学稳定性也可能呈现不稳定情况,所以需要从热、力学两方面共同分析其稳定性才能得到较为全面的符合现场实际的结论。此方法原理简单、结果明确,对于多年冻土区斜坡路堤在运营阶段的稳定性分析和评价具有重要的指导意义。
通过对唐古拉山典型冻土沼泽路堤段进行分析,考虑运营荷载、地震和存在软弱层等不同工况,采用圆弧法计算其稳定性,计算表明,只有在最不利的情况组合发生时,该断面可能出现不稳定。
通过对青藏铁路多年冻土区斜坡路堤的稳定性状况调查发现,在运营期,低填方斜坡路堤为较易出现病害的路堤结构形式,且纵向裂缝为主要病害形式,直接影响到斜坡路堤的稳定.因此,就低填方斜坡路堤的变形破坏机理、影响因素以及其稳定性状况分析和评价等问题进行了研究,阐明了低填方斜坡路堤的内部作用机理.并通过现场典型工程断面的稳定性分析进行论证,对于运营期多年冻土区斜坡路堤工程的维修养护工作具有重要的应用价值.