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青藏铁路含融化夹层路基热力响应监测分析

岩土力学 2019年第7期40卷 2815-2824页

作者：王宏磊孙志忠刘永智武贵龙中国科学院西北生态环境资源研究院冻土工程国家重点实验室甘肃兰州730000 中国科学院大学北京100049

基于青藏铁路沿线P32和P33监测断面连续10年的含融化夹层路基的地温和变形场地实测数据,分析了该两处监测断面左路肩下多年冻土人为上限、季节冻结最大深度、融化夹层厚度及多年冻土人为上限附近地温的年变化过程;同时分析了P32和P33监... 详细信息

基于青藏铁路沿线P32和P33监测断面连续10年的含融化夹层路基的地温和变形场地实测数据,分析了该两处监测断面左路肩下多年冻土人为上限、季节冻结最大深度、融化夹层厚度及多年冻土人为上限附近地温的年变化过程;同时分析了P32和P33监测断面左右路肩的总沉降年变化过程、P32监测断面左路肩地温场对变形的影响及P33监测断面左右路肩地温场差异对左右路肩差异沉降的影响。结果表明:P32和P33监测断面左路肩下多年冻土人为上限逐年下降、季节冻结最大深度基本不变、融化夹层厚度逐年增厚及多年冻土人为上限附近地温逐年升高;观测期内,P32和P33监测断面左右路肩变形均以沉降为主,且P32监测断面左右路肩的总沉降变形量均小于P33监测断面;其中P32监测断面左路肩暖季沉降变形明显,冷季发生轻微的冻胀变形,且发生沉降和冻胀的时间略滞后于路基下部温度场的变化;P33监测断面左右路肩地温场的差异导致左右路肩存在差异沉降,且其差异沉降值随时间逐年变大。

关键词：青藏铁路多年冻土融化夹层路基稳定性

融化夹层厚度影响因素分析与片块石路基降温效果研究

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冰川冻土 2014年第4期36卷 854-861页

作者：陈冬根汪双杰陈建兵董元宏袁堃中交第一公路勘察设计研究院有限公司陕西西安710075

青藏公路沿线存在大量融化夹层,常年不冻的融化夹层会使路基出现沉陷、波浪等病害,严重威胁道路的安全运营.通过对昆仑山垭口南至五道梁的地质勘探资料和地温观测数据进行分析,研究了融化夹层厚度与年平均地温、路基高度的关系,发现融... 详细信息

青藏公路沿线存在大量融化夹层,常年不冻的融化夹层会使路基出现沉陷、波浪等病害,严重威胁道路的安全运营.通过对昆仑山垭口南至五道梁的地质勘探资料和地温观测数据进行分析,研究了融化夹层厚度与年平均地温、路基高度的关系,发现融化夹层厚度随年平均地温的升高而增大,随路基高度的升高呈先减小后增大的趋势.根据以上研究,提出片块石路基对融化夹层进行处治,保护路基下伏多年冻土,并通过五道梁段片块石路基试验工程进行验证.通过对地温观测数据分析,发现片块石路基能很好的消除融化夹层,在同一深度处片块石路基地温明显低于普通路基,很好的保护了下伏多年冻土.

关键词：融化夹层年平均地温融沉变形路基高度片块石路基

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青藏铁路多年冻土区含融化夹层路基的热状态

冰川冻土 2018年第5期40卷 934-942页

作者：王宏磊孙志忠刘永智武贵龙中国科学院西北生态环境资源研究院冻土工程国家重点实验室甘肃兰州730000 中国科学院大学北京100049

基于青藏铁路K1496+750监测断面含融化夹层路基长达10 a的地温监测数据,分析了在气候转暖及工程活动下天然场地及路基左右路肩下多年冻土热状态年变化过程、融化夹层的年变化过程及其对多年冻土热状态的影响。结果表明:监测断面天然场... 详细信息

基于青藏铁路K1496+750监测断面含融化夹层路基长达10 a的地温监测数据,分析了在气候转暖及工程活动下天然场地及路基左右路肩下多年冻土热状态年变化过程、融化夹层的年变化过程及其对多年冻土热状态的影响。结果表明:监测断面天然场地、左右路肩下多年冻土上限逐年下降,热稳定性逐年降低;观测期内,左路肩下发育有融化夹层,融化夹层厚度在波动中呈增厚趋势,且其增厚主要是由多年冻土人为上限下降所致,而天然场地及右路肩下未发育融化夹层;多年冻土上限附近土体热积累显著,进而导致多年冻土上限逐年下降及其附近土体温度逐年升高,弱化了多年冻土的热稳定性;后期增加的块石护坡和热管两种具有"主动冷却"效能的工程补强措施很好的改善了路基的热稳定性,右路肩经工程补强措施后,多年冻土人为上限得到显著抬升,热稳定性得到显著改善,而左路肩由于融化夹层的存在,工程补强措施仅仅维持了当前多年冻土热状态,融化夹层的存在一定程度上弱化了工程补强措施所产生的冷却效能。

关键词：青藏铁路热状态融化夹层多年冻土

青藏铁路多年冻土区路堤人为上限与融化夹层的数值模拟分析

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水文地质工程地质 2010年第5期37卷 50-56页

作者：王小军姜珂魏永梁米维军武小鹏浙江大学宁波理工学院宁波315100 中铁西北科学研究院有限公司兰州730000

初始温度场采用实测温度场,相应的物理参数通过实测地温数据用有限元方法反演得到,计算结果的可靠性由实测数据验证。用这种方法对3种结构形式4个实测断面的青藏铁路多年冻土区清水河试验段路堤的人为上限和融化夹层进行了数值模拟分析... 详细信息

初始温度场采用实测温度场,相应的物理参数通过实测地温数据用有限元方法反演得到,计算结果的可靠性由实测数据验证。用这种方法对3种结构形式4个实测断面的青藏铁路多年冻土区清水河试验段路堤的人为上限和融化夹层进行了数值模拟分析。计算结果表明,从人为上限形态及融化夹层范围和面积两方面来看,相同路堤高度情况下,片石通风—碎石护坡组合路堤优于片石通风路堤,而片石通风路堤优于普通路堤;对于同类型的路堤,高路堤优于低路堤。这种不同路堤结构形式的优劣性排序,可为多年冻土区路堤设计提供理论依据和技术支持。

关键词：青藏铁路多年冻土区路堤人为上限融化夹层数值模拟

青藏铁路路基下融化夹层特征及其对路基沉降变形的影响

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冰川冻土 2015年第1期37卷 126-131页

作者：高宝林孙志忠董添春武贵龙青藏铁路公司工务部青海西宁810006 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所冻土工程国家重点实验室甘肃兰州730000 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所青藏高原北麓河冻土工程与环境综合观测研究站青海格尔木816000

基于青藏铁路多年冻土区路基地温与变形现场监测资料,研究了青藏铁路路基下融化夹层特征及其对路基沉降变形的影响.结果表明:在已有监测场地中,青藏铁路沿线天然场地融化夹层发育较少,而路基下融化夹层发育较多.低温冻土区路基下融化夹... 详细信息

基于青藏铁路多年冻土区路基地温与变形现场监测资料,研究了青藏铁路路基下融化夹层特征及其对路基沉降变形的影响.结果表明:在已有监测场地中,青藏铁路沿线天然场地融化夹层发育较少,而路基下融化夹层发育较多.低温冻土区路基下融化夹层能够逐渐完全回冻使其消失,高温冻土区大部分路基下融化夹层有进一步发展的趋势.当融化夹层下部为高含冰量冻土时,融化夹层与路基沉降变形关系密切,路基易产生较大的沉降变形;当融化夹层下部为低含冰量冻土时,路基沉降变形较小.

关键词：青藏铁路冻土路基融化夹层现场监测沉降变形

青藏公路路基下融化夹层的变化及对路基沉降的影响

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中外公路 2015年第6期35卷 14-18页

作者：孙志忠马巍刘永智武贵龙贠汉伯中国科学院寒区旱区环境与工程研究所冻土工程国家重点实验室甘肃兰州730000

为了研究青藏公路高温冻土区普通路基下部融化夹层的变化特征及其对路基沉降变形的影响,选取监测断面对路基地温与变形进行现场监测。结果表明:路基下最大融化深度出现在当年的10月份至次年的1月份,人为上限呈逐年加深的趋势。路基下最... 详细信息

为了研究青藏公路高温冻土区普通路基下部融化夹层的变化特征及其对路基沉降变形的影响,选取监测断面对路基地温与变形进行现场监测。结果表明:路基下最大融化深度出现在当年的10月份至次年的1月份,人为上限呈逐年加深的趋势。路基下最大冻深出现在当年的4—6月份,除右路肩外,左路肩和路中最大冻深呈波动中略有加深的趋势。路基下融化夹层厚度呈逐年加大的趋势,融化夹层厚度的增加主要是由人为上限的加深引起的。路基浅层温度的升高是融化夹层发育及下部多年冻土升温的主要原因。当融化夹层下部为高含冰量冻土时,融化夹层与路基沉降变形密切相关,路基易产生较大的沉降变形。当融化夹层下部为低含冰量冻土时,路基沉降变形较小。

关键词：道路工程冻土路基现场监测融化夹层沉降变形

低温下碱激发矿渣固化冻土融化夹层效果及机制研究

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低温下碱激发矿渣固化冻土融化夹层效果及机制研究

作者：朱忻怡华南理工大学

学位级别：硕士

在多年冻土区,路基下伏融化夹层具有以下特性:含水量高、力学特性差、压缩性高,当含冰量较高时甚至呈流动淤泥状,该性质与软土的物理力学性质极其相似。路基下伏融化夹层的产生直接导致了路基不均匀沉降等融沉病害的发生,严重影响着道... 详细信息

在多年冻土区,路基下伏融化夹层具有以下特性:含水量高、力学特性差、压缩性高,当含冰量较高时甚至呈流动淤泥状,该性质与软土的物理力学性质极其相似。路基下伏融化夹层的产生直接导致了路基不均匀沉降等融沉病害的发生,严重影响着道路工程的稳定性,同时增加了后期的维护和治理成本。冻土路基设计及建造理念从“被动保护”到“主动冷却”的转变,以及相应冷却路基措施对新建路基及改造后路基下伏冻土起到了一定的保护作用,有效降低了路基融化变形量,改善了路基的稳定性。但是一方面上述路基处置措施也只能在一定范围内控制路基下伏多年冻土的融化,另一方面老旧路基下的融化夹层依然存在,路基变形长期发展。随着全球气候逐渐变暖和工程的长期运营,路基下伏多年冻土仍在融化,与融沉相关的路基病害也在持续发生。因此,除了结合“主动冷却”设计思路进行大规模整治改建外,急需寻求一种快捷方便又经济环保的处置方法治理既有工程病害。本文试图基于加固融化夹层的思路,从化学改良土体的角度选取绿色环保型固化剂碱激发矿渣对融化夹层进行加固,已达到抑制路基变形、维护路基稳定性的目的。论文采用宏观试验结合微观试验的方法对低温下碱激发矿渣固化土强度发展规律及作用机制进行了分析。通过研究,可以得出以下结论:（1）常温下通过电石渣（CCR）激发水泥固化高含水率淤泥效果显著,CCR的掺入可以显著提高水泥土的强度,但过量的CCR可能会对固化土强度发展产生不利影响。最优配比下,CCR不仅可以改善固化土的力学性能,还可以减少水泥用量和CO排放量,实现工程稳定性维护和环境保护双重效果。（2）低温条件下碱激发矿渣固化土在强度方面表现出明显优势。结合ΔUCS和UCS得出电石渣（CCR）和氢氧化钠（NaOH）与高炉矿渣（GGBS）的最佳配比为10%～20%,过多的激发剂（超过20%）会导致固化土强度降低。（3）低温下适宜的碱性环境对碱激发矿渣固化土的强度增长至关重要,固化土强度随pH的持续增大而先增大后减小。总体而言,CCR-GGBS和Na OH-GGBS固化土的最佳pH值分别约为10.3和10.9。（4）综合微观结构试验（SEM/EDS、XRD和MIP）可知,最佳碱性激发剂掺量下的GGBS能够加速聚合物凝胶的产生,进而使固化土的孔径分布更加理想,从而形成致密均匀的三维网络结构,这是低温下碱激发矿渣加固融化夹层的主要机制。（5）与NaOH相比,CCR作为工业副产品激发矿渣在实现废物利用的同时,可以大幅降低CO排放。因此,无论从工程角度还是环境角度,低温下利用CCR-GGBS作为一种新型的绿色固化剂来加固融化夹层是可行的。论文在探索低温下碱激发矿渣固化融化夹层的力学性质和微观机制方面取得创新,以实现对青藏公路路基下伏融化夹层的有效加固,从而为治理现有冻土融沉病害提供了一种切实可行的新选择。

关键词：多年冻土融化夹层碱激发矿渣土壤固化微观机制

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青藏铁路多年冻土区路基下的融化夹层

青藏铁路多年冻土区路基下的融化夹层

青藏高原热融湖塘的水热过程及其对下伏多年冻土的热影响

2015年全国工程地质学术年会

作者：孙志忠张明义李双洋武贵龙郑剑锋中国科学院寒区旱区环境与工程研究所冻土工程国家重点实验室中国科学院寒区旱区环境与工程研究所青藏高原北麓河冻土工程与环境综合观测研究站

基于青藏铁路路基变形与地温观测数据,研究了多年冻土区路基下融化夹层特征及其对路基沉降变形的影响。结果表明:在已有监测场地中,青藏铁路沿线天然场地融化夹层发育较少;而路基下融化夹层发育较多,低温冻土区路基下融化夹层能够逐渐... 详细信息

基于青藏铁路路基变形与地温观测数据,研究了多年冻土区路基下融化夹层特征及其对路基沉降变形的影响。结果表明:在已有监测场地中,青藏铁路沿线天然场地融化夹层发育较少;而路基下融化夹层发育较多,低温冻土区路基下融化夹层能够逐渐完全回冻使其消失,高温冻土区大部分路基下融化夹层有进一步发展的趋势。高温冻土区路基下融化夹层厚度的增加主要是由多年冻土人为上限的下降引起的。当融化夹层下部为高含冰量冻土时,融化夹层与路基沉降变形关系密切,路基易产生较大的沉降变形。当融化夹层下部为低含冰量冻土时,路基沉降变形较小。

关键词：青藏铁路冻土路基融化夹层现场监测沉降变形

来源： cnki会议评论

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湖泊科学 2018年第3期30卷 825-835页

作者：胡晓莹盛煜吴吉春李静曹伟中国科学院西北生态环境资源研究院冻土工程国家重点实验室兰州730000 中国科学院大学北京100049

以青藏高原查拉坪地区一处热融湖塘(40 m×50 m,最大深度为1 m)为研究对象,由实测数据对比分析了热融湖塘与天然地表相同深度的温度变化特征.结果表明:与天然地表相比,热融湖塘融化时间长,冻结时间短,且存在接近4℃的水温变化;受太阳辐... 详细信息

以青藏高原查拉坪地区一处热融湖塘(40 m×50 m,最大深度为1 m)为研究对象,由实测数据对比分析了热融湖塘与天然地表相同深度的温度变化特征.结果表明:与天然地表相比,热融湖塘融化时间长,冻结时间短,且存在接近4℃的水温变化;受太阳辐射及热对流的影响,垂向水温梯度仅在水表从4℃降温及冻结阶段较大,其余时段接近0;湖底年均温度比相同深度的天然地表高约6.4℃,湖底下部存在约14 m深随时间发展的融区,土体吸热增大,放热减小;热融湖塘2.5~3.0 m土体的年内热交换为19592.0 k J/m2,约是天然地表的230倍,其中吸热量及放热量分别为后者的1.4倍及8.7%.湖塘下部的融化夹层是深层冻土的主要热源,湖塘对下部土体放热的抑制作用是湖塘对土体产生热影响的主要原因.

关键词：热融湖塘水热过程地温梯度融化夹层热交换青藏高原