青藏铁路冻土沼泽化斜坡湿地路基稳定性研究

路基稳定性是青藏铁路冻土路基工程面临的主要技术难题之一。结合青藏铁路安多段冻土路基的设计资料,分析沼泽化斜坡湿地冻土路基稳定性的影响因素和采取的技术措施,在此基础上对安多段沼泽化斜坡湿地冻土路基的稳定性和温度场进行长期监测,研究路基长期稳定性和安全性,同时分析路基体温度场变化对路基稳定性的影响和技术措施的合理性,提出沼泽化斜坡湿地冻土路基合理结构,为类似工程的设计和施工提供了参考依据。

斜插式热棒保温板复合结构保护冻土路基的数值传热分析

为了更好地抵消气候变暖影响,保护路基下伏多年冻土不被融化,同时减小阴阳坡温度差异引起的冻土路基纵向断裂现象,文章应用热管耦合冻土路基的三维非稳态相变传热模型对斜插式热棒保温板复合结构路基的温度场进行模拟预测,并与斜插式热棒、保温板以及直插式热棒保温板复合路基温度场进行了对比分析,结果表明:斜插式热棒保温板路基底人为冻土上限呈现最良好的驼峰型对称分布,且人为冻土上限相对于多年冻土上限抬高得也最多,抬升值大于3m。

气候变暖下青藏高原冻土路基地温场演化规律研究

冻土物理力学特性与温度密切相关,气候变暖背景下冻土路基地温场的分布和演化规律不仅会影响到路基的静力稳定性,还会影响到其在地震、车辆等动力荷载作用下的响应特征与稳定性。为此,基于现场实测路基坡面温度,系统开展气候变暖背景下青藏高原典型(东西、南北、45°)走向条件下冻土路基地温场分布及演化规律的模拟研究。结果表明,阴阳坡侧浅层土体冻结指数差异较融化指数差异更为显著,东西走向下阴坡冻结指数约为阳坡的2倍,而融化指数约为阳坡的0.83。阴阳坡侧路基本体及活动层季节冻融过程存在明显不同步,东西走向条件下阴坡冻结期(融化期)可较阳坡侧长(短)约1个月。路基修筑后,阴坡一侧路基下部人为上限均有一定的抬升,而阳坡仅南北走向有抬升。此后,在气候变暖及沥青路面吸热效应下,路基人为上限不断下降,最大速率可达20cm/a,且逐步出现融化夹层,其中阳坡融化夹层厚度普遍大于阴坡,差值最大可达2.5m。路基本体季节冻融过程的不同步、人为上限埋深及冻土地温分布的不对称性应在未来青藏高原冻土路基静力、动力稳定性设计和研究中予以考虑。

青藏公路冻土路基阴阳坡热效应研究

青藏公路多年冻土路段的阴阳坡现象会引发路基及下伏冻土地基热状况不对称分布,影响长期稳定性.为此,基于实测坡面温度数据,开展不同年平均气温和路基高度条件下冻土路基地温场分布及演化规律的模拟.结果表明,年平均气温-3℃下阴坡冻结指数约为阳坡的2倍,融化指数约为阳坡的0.83倍.路基修筑后,阴坡一侧路基下部人为上限均有一定抬升.此后,在气候变暖及沥青路面强烈吸热效应作用下,路基左右路肩下部人为上限不断下降,其中高填方路基人为上限下降速率相对较快.阴阳坡效应作用下,东西路基下部人为冻土上限呈左高右低的趋势,下伏土体温度同样为左高右低.高填方路基下伏冻土层地温分布的不对称较同期的普通填方路基显著.

青藏铁路冻土路基路堤、路堑过渡带试验研究

根据青藏铁路北麓河试验段路堤、路堑过渡带近5年来的地温和变形监测资料,分析挖方段、零填段及填方段的冻土上限变化和路基变形特性。研究结果表明:挖方段,2002和2004年的多年冻土人为上限均为1.6 m,相对原天然上限下降量为0.5 m,但在2005年冻土上限有所回升,其变形主要表现为路基换填土层的固结变形;零填段,冻土上限上升量较大,2005年上升量达2.5 m,其变形主要来自活动层的压密变形;填方段,冻土上限有所上升,2005年上升量为0.7 m,其变形主要为天然上限以下冻土层的压缩及蠕变变形;到2005年12月,此过渡带路基均没有发生融沉变形,路基热稳定性好;从总沉降变形量来看,路堤断面变形量最大,零填断面变形量次之,路堑断面变形量最小,2004年11月后,总变形已基本趋于稳定。路基纵向变形比率最大为1.3∶1 000,小于线路设计坡度的3∶1 000,路基纵向沉降变形比较均匀,路面平顺性较好,能满足列车安全行驶的要求。

基于等效地表温度模型的漠大线冻土分布特征

中俄原油管线穿越了多年冻土区及季节性冻土区,沿线冻土分布研究对于管线安全营运具有重要的意义。通过地表温度模型获得边界条件,并利用ANSYS软件模拟了不同研究区段下的管道冻土温度场。研究结果表明:对于年平均地表温度为-1℃的区段,管道油温对管道周围温度场影响半径约3 m,油温振幅对管道上下侧土层温度影响不同。距离管道中心2.45 m处和10 m处的冻土上限与油温振幅也存在响应关系。

青藏铁路碎石护坡-热管复合措施的补强效果研究

青藏铁路高温冻土区的普通路基和保温材料路基均处于热不稳定状态,需要对它们增设碎石护坡-热管复合措施来强化处理,新增设的补强措施对路基下部冻土的保护效果如何是人们极为关心的问题.因此,对北麓河高温高含冰量路段增设了碎石护坡及热管的复合补强措施后路基下部土体的热状态进行观测.结果显示:普通路基在增设补强措施后,人为冻土上限进一步抬升,阴阳坡下均出现显著的降温趋势,且路基下温度场逐渐趋于对称,降温范围逐渐向路基中心及深部发展,路堤中心深部地温仍处于增温状态,但增温趋势明显缓减;保温材料路基在增设补强措施后,人为冻土上限也进一步的抬升至保温板附近,融化夹层在2个冻融周期后消失,路堤中心温度在2个冻融周期后出现了降温趋势.这些效果说明,补强措施在调控路基内部及下部多年冻土温度时发挥了积极作用.