Applying the AHP-FUZZY method to evaluate the measure effect of rubble roadbed engineering in permafrost regions of Qinghai-Tibet Plateau: a case study of Chaidaer-Muli Railway

This article attempts to investigate the measure effect of rubble roadbed engineering in permafrost regions of Qinghai-Tibet Plateau. As a case study, Chaidaer-Muli Railway is used to evaluate the measure effect of rubble roadbed engineering in permafrost regions. The AHP(Analytic Hierarchy Process) method is thus employed to establish the evaluation indicator system. The evaluation factor is selected by analyzing the mutual relation between the permafrost environment and roadbed engineering. Thus, a hierarchical structure model is established based on the selected evaluation indices. Each factor is weighted to determine the status in the evaluation system, and grading standards are built for providing a basis for the evaluation. Then, the fuzzy mathematical method is introduced to evaluate the measure effect of rubble roadbed engineering in permafrost regions along the Chadaer-Muli Railway. Results show that most of the permafrost roadbed is in a preferable condition(b) along the Chaidaer-Muli Railway due to rubble engineering measures. This proportion reaches to 86.1%. The proportion in good(a), general(c) and poor states(d) are 0.0%, 7.5% and 6.4%, respectively, in all the evaluation sections along the Chaidaer-Muli Railway. Ground-temperature monitoring results are generally consistent with AHP-FUZZY evaluation results. This means that the AHP-FUZZY method can be applied to evaluate the effect of rubble roadbed engineering measures in permafrost regions. The effect evaluation of engineering measures will provide timely and effective feedback information for further engineering design. The series of engineering measures will more effectively protect permafrost stability.

青海柴木铁路多年冻土区片石路基工程措施效果的模糊评价

为综合评价多年冻土区片石路基工程措施效果,以青海柴木铁路为例,通过分析筛选多年冻土区片石路基工程措施效果评价因子,给出各评价指标的层次结构,建立综合评价模型,确定工程效果评价分级标准与评价因子权重,采用模糊数学方法对柴木铁路多年冻土区片石路基工程措施效果进行评价,评价结果显示:柴木铁路多年冻土地区片石路基工程效果评价结果为较好状态的占86.1%,处于一般状态的比例为7.5%,处于较差状态的为6.4%,没有处于良好状态的路段.结合试验断面测温资料,采用模糊方法的评价结果与野外实际观测结果基本相符,说明此方法可运用于多年冻土区片石路基工程措施效果评价中.

柴木铁路片石通风措施的工程效果分析

研究目的:柴达尔-木里铁路(柴木铁路)全长142.04 km,沿线高温不稳定和极不稳定多年冻土广泛分布,冻土含冰量较高,同时由于柴木铁路呈东南-西北走向,冻土路基又面临着阴阳坡问题。柴木铁路53 km路段采用了片石通风路基,为保证路基的稳定性,有必要对片石通风措施的工程效果进行分析研究。研究结论:2007年以来的监测结果表明,在高温冻土区,片石通风路基和片石护道仅能有效冷却阴坡侧路基和坡脚;在低温基本稳定多年冻土区,片石通风措施不仅可以有效冷却路基本底,对阴阳坡现象也具有一定的抑制作用。

柴木铁路热棒试验断面冷却效果研究

柴达尔至木里铁路是青海省地方铁路,全线均有多年冻土分布,依据青藏铁路热棒应用的成功经验,其部分路段施行了热棒冷却措施。不同于青藏铁路沿线气候和冻土条件,柴木铁路热棒应用效果有待于检验。设置三个试验断面,分析了气温条件,比较研究了热棒和无热棒路基地温变化的不同,结果表明:(1)柴木铁路大风频繁、气温低、温差大的气候条件有利于热棒的应用;(2)无热棒断面路基地面深度3 m以下地温波动较小,长期稳定在-1℃附近;(3)在第二个冻融周期的冬季,热棒能够有效地降低路基温度;(4)热棒断面路基第二年的冬季降温效果非常显著,冻土上限最大抬升了1.5 m。热棒冷却措施能够保障柴木铁路多年冻土路基稳定,为铁路的正常运营提供保证。

柴木铁路多年冻土路基工程措施效果对比研究

为保护多年冻土区铁路路基稳定性,青藏铁路采用了诸如通风路基、块石路基、热棒等一系列主动保护措施,这些措施为保证青藏铁路路基稳定性起到了很好的效果。为研究这一系列主动保护措施在高温、高含冰量沼泽湿地多年冻土区的应用效果,本文选取年降水量较大、地温较高的柴达尔—木里铁路（柴木铁路）江仓段（DK92＋000～DK99＋500）作为观测场,该观测场主要采用了块石路基和热棒两种主动保护措施。通过分析块石路基、热棒路基及无措施路基试验断面2007年至2010年的测温结果,结果表明：在高温、高含冰量沼泽湿地多年冻土区,铁路路基采用块石路基、热棒措施对保护其下部多年冻土较无措施路基作用明显,块石路基和热棒路基试验断面下多年冻土上限抬升、地温降低,同时,对东南—西北向路基采用左侧两排、右侧一排热棒的不对称布设方式起到消除路基下部温度场不均匀性的作用。

柴达尔-木里铁路冻土路基热棒冷却效果的试验研究

柴达尔-木里铁路位于青藏高原东北部的祁连山南麓,沿线有超过75 km路基展布于大通河两岸的多年冻土湿地,其中,高温、高含冰量冻土路段超过35 km,冻土工程地质条件极差.出于冷却冻土、稳定路基的考虑,在沿线多处路段采用了热棒.柴木铁路沿线气象观测资料表明,冬季平均气温低,夏季有促进热棒工作的负温天气过程,再加上年平均风速较高,为提高热棒的冷却效果提供了有利的气候条件.根据在DK99+100、DK99+200和DK99+355三个热棒措施断面2007-2009年的地温监测结果,发现柴木铁路试验段的热棒可以有效地降低湿地型多年冻土的温度,提升冻土路基下的人为上限.

柴木铁路冻土沼泽湿地地区倾填片石路基的稳定性探讨

冻土沼泽湿地地区铁路路基形式广泛采用倾填片石结构,受全球气候变暖、局域环境变迁等自然因素的影响以及铁路路基的热扰动,铁路沿线的冻土沼泽湿地在加速萎缩,下部多年冻土在加速退化,修筑于其上部的铁路路基呈现出加速失稳的状态。为保证铁路运营安全,并为运营维护与设计提供技术指导,针对冻土沼泽湿地萎缩与倾填片石路基的结构特点,通过稳定性分析,提出采用主动防护的热棒、太阳能制冷技术,并提出了加强防排水、改善地表条件、帮宽、设置护肩及抬高道砟等防护措施。