多年冻土区抛石护坡路堤的阴阳坡差异分析
最新土木工程专业论文选题(题目)
土木工程专业论文选题第一部分1混凝土外加剂在基础大体积混凝土中的应用（土木工程题目）2 后压浆灌注桩的质量控制及检测评价（土木工程题目）3 关于异型截面地下连续墙施工技术的探讨（土木工程题目）4 公司大门工程建设施工（土木工程题目）5 高掺量粉煤灰自流平砂浆性能的研究（土木工程题目）6 高层建筑桩筏基础工作性状研究（土木工程题目）7 钢筋混凝土构件统一理论研究的发展（土木工程题目）8 高等级沥青路面车辙泛油病害的修补与预防性养护技术（土木工程题目）9 贝雷架悬吊大直径重载管线工程应用实例与分析（土木工程题目）10 美国桥梁高性能钢的发展与应用（土木工程题目）11建筑与土木工程领域全日制工程硕士培养探析--以XK大学为例（土木工程题目）12土木工程硕士专业课教学模式改革（土木工程题目）12全日制工程硕士专业学位研究生教育探索与实践--以建筑与土木工程领域为例（土木工程题目）14土木专业工程硕士研究生力学基础课程群建设构想（土木工程题目）15 商品砂浆在工程中的应用（土木工程题目）16 商品混凝土降低成本的技术途径（土木工程题目）17 软土地基混凝土管桩竖向承载力时间效应分析（土木工程题目）18 建筑物纠偏常用方法及其应用（土木工程题目）19 混凝土中钢筋锈蚀与结构耐久性（土木工程题目）20浅析土木工程施工管理中存在的问题分析（土木工程题目）第二部分1 一种新的沥青混合料疲劳性能评价方法（土木工程题目）2 纤维增强沥青混凝土低温性能研究（土木工程题目）3 纤维沥青混凝土试验及应用（土木工程题目）4山区高速公路填石路堤压实质量控制（土木工程题目）5 区域高速公路网布局结构的连通度研究（土木工程题目）6 沥青稳定基层压缩蠕变试验合理应力水平研究（土木工程题目）7 聚合物格室加固体系CCS的应用（土木工程题目）8 几种矿粉指标与沥青胶浆的关联分析（土木工程题目）9 基于H_264的高速运动图像技术研究（土木工程题目）10 道路用乳化沥青技术要求的研究（土木工程题目）11 聚合物改性水泥混凝土路用性能研究（土木工程题目）12 节理化岩体边坡的地下水动力学稳定性分析（土木工程题目）13 加筋沥青混凝土梁式试件的APA弯曲疲劳试验研究（土木工程题目）14 公路中央分隔带渗水规律研究（土木工程题目）15.土木工程专业毕业设计选题研究（土木工程题目）16土木工程专业英语教学现状调查分析（土木工程题目）17中国土木工程建设安全现状与风险监控对策（土木工程题目）18现代土木工程特点与土木工程专业人才的培养模式（土木工程题目）19土木工程施工中的质量控制分析（土木工程题目）20土木工程施工课程教学改革思考与探索（土木工程题目）第三部分1 浅谈桥（涵）头跳车原因及预防（土木工程题目）2 建筑工程项目分承包管理方式的探讨（土木工程题目）3 混凝土桥梁裂缝的种类和产生的原因（土木工程题目）4 论施工现场塔吊施工组织设计的编制（土木工程题目）5 我国公路桥梁的发展趋势（土木工程题目）6 钻孔灌注桩施工质量缺陷及处理方法（土木工程题目）7 通过修改材料属性的方法计算桥梁结构温度应力（土木工程题目）8土木工程专业毕业设计现状及对策探讨（土木工程题目）9论土木工程施工项目管理（土木工程题目）10公路桥梁维修加固技术经济评价方法研究（土木工程题目）11 公路超限超载运输的治理要及时、适时地转入长效治理阶段（土木工程题目）12 粉喷桩处理淤泥质土及饱和黄土地基的应用研究（土木工程题目）13 V型刚构组合拱桥剪力滞分析（土木工程题目）14 悬锚式挡土墙有限元分析（土木工程题目）15 瑞利波测试路基回弹模量的试验研究（土木工程题目）16 桥用高性能混凝土的制备、性能及其应用研究（土木工程题目）17 沙漠高速公路路基植物防护技术（土木工程题目）18乳化沥青混合料成型强度评价方法研究（土木工程题目）19情景分析法对西部公路建设规模测算分析（土木工程题目）20 青藏公路沿线环境演化及环境保护对策（土木工程题目）第四部分1 平原区高速公路合理降低路堤填筑高度方案的探讨（土木工程题目）2 综合超前地质预报在导坑位置选定中的应用（土木工程题目）3 隧道向斜段地表及地下连通性分析（土木工程题目）4 隧道深埋充填性溶洞“爆喷”的机理分析（土木工程题目）5土木工程施工管理中存在问题的分析（土木工程题目）6土木工程施工实习教学改革与实践（土木工程题目）7土木工程大类复合型人才培养模式探讨（土木工程题目）8对现代土木工程施工质量控制的探讨（土木工程题目）9可持续土木工程结构的若干科学问题与实现技术途径（土木工程题目）10谈土木工程施工项目的管理（土木工程题目）11浅论土木工程施工的质量控制（土木工程题目）12土木工程施工技术的创新及发展探讨（土木工程题目）13土木工程结构风场实测及新技术研究的进展（土木工程题目）14论土木工程灾害及其防御（土木工程题目）15浅谈土木工程结构设计与施工技术两者之间的关系（土木工程题目）16浅谈土木工程施工技术教学问题及解决对策（土木工程题目）17新世纪的土木工程与可持续发展（土木工程题目）18论土木工程专业教改与国家注册工程师的统一（土木工程题目）19浅谈土木工程结构设计中的安全性与经济性（土木工程题目）20隧道贯通后自然通风的研究（土木工程题目）第五部分1 喷播技术设备的类型与性能比较（土木工程题目）2 建设工程质量检测实验室不符合项控制（土木工程题目）3 宽域沥青路用性能及其应用前景（土木工程题目）4某城市中心城区防洪排水工程建设介绍（土木工程题目）5 弧形底宽箱梁横向预应力空间作用效应分析（土木工程题目）6 公共交通优先-城市交通拥堵的解决之道（土木工程题目）7 高填土路基沉降试验研究（土木工程题目）8 钢筋混凝土中钢筋腐蚀原理的研究（土木工程题目）9 城市停车场规划调查方法探讨（土木工程题目）10 泡沫沥青混合料的特性（土木工程题目）11 关于软弱土判别与处理的问题讨论（土木工程题目）12 关于南方湿热地区沥青性能综合技术评价方法的探讨（土木工程题目）13 地区水淬渣桥梁的病害特征分析（土木工程题目）14 地下结构纵向抗震动力可靠度分析（土木工程题目）15 面-基层间接触条件对半刚性沥青混凝土路面极限轴载（土木工程题目）16 路面基层施工质量均匀性评定方法研究（土木工程题目）17 路面表面特性与汽车油耗关系研究（土木工程题目）18 模态分离法在拱桥动载试验中的应用（土木工程题目）19 蚂蚁算法处理动态交通网络用户均衡配流问题（土木工程题目）20基于创新能力培养的土木工程施工课程教学改革研究（土木工程题目）第六部分1探讨提升土木工程施工项目质量管理的对策（土木工程题目）2土木工程施工中的质量控制分析（土木工程题目）3土木工程--一个平实而又重要的学科（土木工程题目）4土木工程施工中的质量控制分析（土木工程题目）5土木工程施工中的质量控制探讨（土木工程题目）6浅谈土木工程施工技术的创新及发展（土木工程题目）7企业参与下的高校专业评估和人才培养--以土木工程专业为例（土木工程题目）8土木工程施工质量控制中存在的问题及对策（土木工程题目）9浅议土木工程混凝土施工技术的应用（土木工程题目）10基于土木工程施工的质量控制研究（土木工程题目）11高校“土木工程概论”课程教学改革初探（土木工程题目）12浅谈基于创新原则的土木工程施工技术（土木工程题目）13土木工程混凝土施工技术探讨（土木工程题目）14基于数值仿真的土木工程实验教学改进与实践（土木工程题目）15浅谈加强土木工程施工项目质量管理的措施（土木工程题目）16土木工程专业核心课程的教学方法研究（土木工程题目）17土木工程施工项目管理分析（土木工程题目）18土木工程建筑中混凝土结构的施工技术研究（土木工程题目）19土木工程专业实验教学新体系的构建与实践（土木工程题目）20 连续刚构桥梁中横向无粘结预应力数值模拟与模型试验（土木工程题目）第七部分1沥青混合料级配曲线走向的分形研究（土木工程题目）2 基于优化遗传算法的冻土路基热物性参数反演（土木工程题目）3斜拉桥主梁静力可靠性反问题分析（土木工程题目）4响应面方法及其在桥梁体系可靠度分析中的应用（土木工程题目）5 桥用高性能混凝土长期耐久性试验研究（土木工程题目）6水泥土搅拌桩复合地基变形模量确定的一种新方法（土木工程题目）7 利用抛石护坡调节冻土路基阴阳坡的温度分布（土木工程题目）8 路面颠簸对路面横向力系数测试系统影响的研究（土木工程题目）9 无粘结预应力技术在商业大厦的应用（土木工程题目）10 填充墙墙体开裂的维修与防治（土木工程题目）11 提高回弹法检测混凝土抗压强度精确度的探讨（土木工程题目）12谈回弹法检测混凝土抗压强度（土木工程题目）13 渗漏检测技术研究进展（土木工程题目）14 深基坑顺向岩层高边坡的支护施工（土木工程题目）15基于工程能力培养的土木工程专业课程设计一体化改革研究与实践（土木工程题目）16浅析土木工程施工技术的重要性和创新（土木工程题目）17土木工程结构设计中的安全性与经济性（土木工程题目）18关于土木工程施工技术的创新及发展分析（土木工程题目）19土木工程施工技术分析（土木工程题目）20关于土木工程施工技术的创新探讨（土木工程题目）第八部分1土木工程施工技术的创新探究（土木工程题目）2土木工程施工技术及创新初探（土木工程题目）3土木工程管理施工过程质量控制措施探究（土木工程题目）4开放式土木工程实践教育中心的构建与实践（土木工程题目）5基于土木工程施工管理问题的探究性分析（土木工程题目）6土木工程概论类课程教学探讨（土木工程题目）7大土木背景下《土木工程概论》教学模式创新研究（土木工程题目）8复合材料在土木工程中的发展与应用（土木工程题目）9浅析土木工程施工项目的管理（土木工程题目）10土木工程的现状与未来发展趋势综述（土木工程题目）11浅析如何加强土木工程施工项目质量管理（土木工程题目）12土木工程施工管理中存在的问题分析（土木工程题目）13浅谈土木工程结构设计中的安全性与经济性（土木工程题目）14加强土木工程施工项目质量管理的措施（土木工程题目）15对土木工程建筑施工技术及创新研究（土木工程题目）16《土木工程施工技术》教学改革思考（土木工程题目）17试论加强土木工程施工项目管理有效措施（土木工程题目）18 FRP复合材料及其在土木工程中的应用研究（土木工程题目）19浅析土木工程建筑节能措施（土木工程题目）20 混凝土整体现浇楼(顶)盖裂缝的成因分析和系统预防（土木工程题目）第九部分1土木工程施工质量管理问题及对策（土木工程题目）2土木工程施工技术及创新研究（土木工程题目）3土木工程施工管理中常见的不足及对策（土木工程题目）4基于土木工程施工管理问题的探究性分析（土木工程题目）5土木工程专业实践性教学改革与实践（土木工程题目）6土木工程施工中存在问题及对策（土木工程题目）7浅析土木工程施工的质量控制（土木工程题目）8 钢管混凝土短柱轴心受压承载力计算（土木工程题目）9对混凝土强度检验的分析（土木工程题目）10 地铁站工程深基坑的施工监测方法（土木工程题目）11 单桩复合地基中桩身参数的反演分析（土木工程题目）12 从检测角度看管桩纠偏技术在深基坑基桩事故中的应用（土木工程题目）13 冲击成孔灌注桩施工质量控制（土木工程题目）14 超深基坑垂直喷锚支护施工（土木工程题目）15 不增加水泥用量如何提高混凝土的强度（土木工程题目）16轻钢建筑的结构体系及其节点型式探讨（土木工程题目）17 浅谈水撼法在地基加固工程中的应用（土木工程题目）18 平面钢框架失稳形式的研究（土木工程题目）19基于生产实习的土木工程施工理论教学改革与实践（土木工程题目）20土木工程施工技术及创新（土木工程题目）第十部分1土木工程结构设计与施工技术的关系分析（土木工程题目）2浅谈工程造价的有效控制管理的几点方法（土木工程题目）3高层建筑转换层施工质量控制控析（土木工程题目）4解读徐州户部山古民居（土木工程题目）5混凝土远距离泵送施工技术探析（土木工程题目）6浅谈钢筋锈蚀对钢筋混凝土桥梁耐久性的影响（土木工程题目）7浅谈建筑消防给水施工与维护的一些问题与对策（土木工程题目）8论建设工程中的非法转包及肢解分包（土木工程题目）9刍议工程建设项目管理（土木工程题目）10基于完善我国建设工程招投标制度的思考（土木工程题目）11建筑工程项目亏损原因及控制方法研究（土木工程题目）12试析水泥砼路面板真空灌浆技术应用（土木工程题目）13现浇混凝土空心楼板在工程中的应用（土木工程题目）14小型建设项目内部招标问题（土木工程题目）15 聚丙烯纤维砂浆在工程中的研究与应用（土木工程题目）16 建筑施工噪声防治策略（土木工程题目）17 建筑抗震鉴定加固的历史、现状及展望（土木工程题目）18加气混凝土砌块填充墙抗裂施工技术（土木工程题目）19基于价值工程的建设项目技术经济分析（土木工程题目）20混凝土碳化的影响因素及其控制措施（土木工程题目）第十一部分1纤维增强塑料筋在土木工程中的应用（土木工程题目）2提高土木工程施工项目管理的有效措施（土木工程题目）3浅谈土木工程施工中的机械设备管理（土木工程题目）4土木工程结构健康监测系统的研究状况与进展（土木工程题目）5工程管理专业土木工程施工课程的教学改革探讨（土木工程题目）6我国土木工程结构可靠性研究的一些进展（土木工程题目）7现浇混凝土楼板裂缝原因分析与控制（土木工程题目）8浅述建筑物墙体裂缝主要因素及加固（土木工程题目）9浅谈坡屋面渗漏形成原因和预防措施（土木工程题目）10基于社会需求的土木工程专业复合型创新人才培养模式研究（土木工程题目）11土木工程施工管理中存在的问题及对策分析（土木工程题目）12电子教材在土木工程施工教学中的应用研究（土木工程题目）13土木工程施工技术的创新及发展探讨（土木工程题目）14结构与地基加固技术在土木工程设计中的应用（土木工程题目）15 女儿墙裂缝的成因及防治方法（土木工程题目）16 扣件式钢管脚手架与模板支架的设计计算（土木工程题目）17 工程项目管理的综合控制方法及应用（土木工程题目）18 高边坡路堑控制爆破施工实践（土木工程题目）19 电站焊接技术发展方向（土木工程题目）20 浅谈现浇商品混凝土结构表面气泡的成因和防治（土木工程题目）第十二部分1 大体积混凝土的施工质量控制（土木工程题目）2 某核电站进度控制方法与实践（土木工程题目）3 项目施工中的合同管理与技术管理（土木工程题目）4 超长预应力束的张拉施工监测技术（土木工程题目）5 某核电站物项采购合同管理（土木工程题目）6地下室温度收缩裂缝成因的理论分析及控制措（土木工程题目）7公路工程施工质量管理问题探析（土木工程题目）8公路工程建设期的统计工作（土木工程题目）9加筋旋喷桩在深基坑中的应用（土木工程题目）10 ＰＨＣ管桩静压施工的送桩问题探讨（土木工程题目）11浅谈高速公路沥青路面建设质量控制（土木工程题目）12论建筑施工单位的施工技术资料管理（土木工程题目）13石灰粉煤灰稳定土路面底基层施工技术（土木工程题目）14 某教学楼主梁开裂原因分析及加固措施15某工程人工挖孔桩成孔护壁过程的质量控制（土木工程题目）16模糊概率模型在工程投标中的应用（土木工程题目）17 浅谈钢筋保护层的重要性及控制（土木工程题目）18地下室钢筋混凝土墙单面支模逆作法施工技术（土木工程题目）19 门式钢管脚手架结构的稳定承载能力分析（土木工程题目）20 框架结构-箱形基础-地基土共同作用分析（土木工程题目）第十三部分1局部约束方钢管混凝土柱约束件设计方法（土木工程题目）2 建设项目施工过程中承包商索赔管理研究（土木工程题目）3 加筋土挡土墙在青藏铁路施工中的应用（土木工程题目）4 桥涵构筑物台背回填施工质量控制（土木工程题目）5 某工程回填土土体滑移的分析和处理（土木工程题目）6 煤矸砂混凝土的试验研究（土木工程题目）7 论楼面裂缝产生原因及防治措施（土木工程题目）8 两侧不等高深基坑支护工程实例（土木工程题目）9浅谈混凝土温度裂缝及其处理措施（土木工程题目）10浅谈混凝土结构裂缝成因和预防措施（土木工程题目）11浅谈混凝土现浇楼板裂缝的控制及处理（土木工程题目）12大跨径连续梁桥施工控制的内容与方法探析（土木工程题目）13大体积混凝土裂缝产生的原因分析与防控措施（土木工程题目）14浅谈轻钢结构存在的质量问题及预防措施（土木工程题目）15土木工程专业工程硕士培养模式浅析（土木工程题目）16建筑与土木工程领域全日制硕士研究生实践教学质量评价指标体系研究（土木工程题目）17项目驱动的专业硕士创新人才培养模式的研究--以土木工程专业为例（土木工程题目）18关于土木工程类硕士研究生培养的若干看法（土木工程题目）19电力高校土木工程专业高质量硕士研究生培养模式研究（土木工程题目）20土木工程全日制专业硕士培养存在的问题与对策（土木工程题目）。
多年冻土地区公路路基阴阳路肩温度变化比较
青海交通科技2020—4多年冻土地区公路路基阴阳路肩温度变化比较黄阿妮（青海省交通科学研究院西宁810016）摘要针对处于多年冻土地区沥青路面下公路路基温度变化情况，本文分析了路面以下、天然地表（原地面）以下及阴阳路肩温度变化情况，比较了阴阳路肩平均温度、变化幅度及年平均温度，发现普通路基存在比较明显的阴阳坡效应，阳坡升温幅度、升温速率及冻土上限始终高于阴坡。
关键词多年冻土公路温度阴阳坡效应Comparison of temperaturr variation ofstady and sunny slopesUoulyer of highway subgrade in permafrost regionAni Huang(Qinghai Research Institute of Transportation# Xining810016# China) Abstract For highway subgrade with the temperature ot asphalt pavement in permafrost mgion,this papea analyzes the mad surface,natural surface(origin gmund)with the following temperature changes and shouldea ot shddy and sunny slope,compared average temperature,amplitude ot venation changes the annual average temperature.Il is found that with common subgrade,there is obvious shady and sunny slope etect,the amplitude of verig-tion,warming rate,and permafrost upper limit of sunny slope is always higher than that in shady slope.Key wodt Permafrost;Highway;Temperature;Shady and sunny slope effect1引言冻土在我国乃至世界都占有很大的面积,在冻土地区修筑公路工程对冻土有较大的扰动，破坏了冻土区热交换环境，影响了冻土的发育，使地表与大气之间的热交换条件受到干扰，打破能量平衡环境%公路工程的施工建设使公路路基中的地温场重新分布［1-3］，尤其是公路建设中，路基因路线走向产生阴阳坡，路基阴阳坡的存在使不同的坡向受热存在较大的差异,致使路基不同的坡面地温相差较大,不管是高温冻土还是低温冻土区,这一现象在公路工程建设中均以常态化存在⑷％这种常态化的地温差异严重影响着冻土的发育和冻土盆能量的储存,致使路基两侧的冻融状态不平衡，随着公路工程的长期运营，这种不平衡冻融状态使不同坡向的路基产生不均匀沉降，甚至破坏［5-7］，严重影响着公路交通的可持续发展％在青藏高原地区，黑色化路面已普遍存在，高原地区的强紫外线使黑色化路面吸热加剧，路基温度高于低海拔地区，黑色化路面成为影响青藏高原地区冻土发育的主要因素之一％黑色沥青路面铺筑后却导致路基病害的大量产生［8］，其主要原因是:首先由于沥青路面的强吸热性，改变了条状路基下冻土的稳定环境;再次由于高原地区沥青路面具有封闭效应，使路面以下路基中的水分无法传递蒸发,冻土中的热交换环境得到破坏，水分及热量封闭于路,变路与冻土的衡关系，因此,在进行青藏高原多年冻土地区设计、建设时,应根据现场区域及气候环境,科学选择公路路面类型，综合考虑公路后期养护条件等多种因素最终加以确定％本文依据青藏高原冻土地区路基低温监测数据,科学分析,合理总结其路面以下、天然地表（原地面）以下及阴阳路肩温度变化情况％2监测方案［作者简介］黄阿妮（1974-"女,工程师，主要研究方向:公路工程63黄阿妮 多年冻土地区公路路基阴阳路肩温度变化比较上图为位于多年冻土地区的公路路基，路基宽 面%度12- 25m ，高2- 5m ,边坡坡度为1 ：2，路面为沥青路竖向热敏电阻串布置示意图0. 5米0. 5米◎◎◎◎◎ ◎◎◎◎◎◎◎◎◎路基宽度◎◎◎◎◎◎◎©路肩孔中心孔D\40钢管路尚礼 坡脚扎 天然扎DN40PVC 管图2地气热交换路基温度监测在青藏高原地区公路路基地温监测时,依据路宽度布设监测孔位5个，为路中孔（深20米）、路 孑L （深15米）、脚孔（深10米） 孔（深20米），度探头为每0.5m 或1m 布设一个，每集1至2，时间为14 ：00 %3结果分析图3为路面下0. 5m 处阴阳坡路肩温度随着时 间的变，可以发 阳坡路肩的地温年变化同样呈正弦 布，阴阳 路肩每年7月~8月达到最高温， 路 在2015年~2018年最高 •别为9. 75、10.67、10.46和12.21i ，阳坡路肩在2015 年 ~2018 年最高温分别 11.47、10.42、14- 59和11.72i ；在每年1月~2月达到最低温， 路肩在2015年-2018年最低温分别为9- 14、一 9- 69、-7. 14和-9. 29i ，阳坡路肩在2015年~ 2018年最低温分别为-6- 79、- 7. 95、- 7. 4 和 - 8- 65i ，发 阳坡路肩在 差 较明显， 路 .度小于阳坡路肩，但在暖季，其差别不是特别明显。
冻土地区公路路基阴阳坡差异及防治措施
冻土地区公路路基阴阳坡差异及防治措施
向建方
【期刊名称】《中国公路》
【年(卷),期】2024()4
【摘要】本文以某高速公路k369路段为研究对象,对该路段的地温和变形进行了监测,研究路堤内外温差变化对路基变形和路基稳定的影响,分析了路基的地温和变形特性及两者之间的相关性。
从现场断面的病害出发,文中项目以冻土路基阴阳坡的能量平衡原理为基础,提出了机械通风管道对路基的不对称温度作用,最后,利用数值模拟方法,对该方法的处理效果进行了验证和分析。
【总页数】2页(P102-103)
【作者】向建方
【作者单位】湖北华中公路工程监理咨询有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】U41
【相关文献】
1.青藏公路冻土路基阴阳坡热效应研究
2.多年冻土区公路路基阴阳坡温度及变形差异分析
3.多年冻土区铁路路基阴阳坡面热状况差异分析
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青藏公路冻土路基阴阳坡热效应研究
青藏公路冻土路基阴阳坡热效应研究毕贵权;杨凯飞;穆彦虎;陈涛【摘要】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.【期刊名称】《兰州理工大学学报》【年(卷),期】2019(045)002【总页数】8页(P135-142)【关键词】阴阳坡效应;年平均气温;高填方路基;冻融过程;人为冻土上限;多年冻土【作者】毕贵权;杨凯飞;穆彦虎;陈涛【作者单位】兰州理工大学土木工程学院,甘肃兰州 730050;兰州理工大学土木工程学院,甘肃兰州 730050;中国科学院寒区旱区环境与工程研究所冻土国家重点实验室,甘肃兰州730000;兰州理工大学土木工程学院,甘肃兰州 730050【正文语种】中文【中图分类】TU413;TU445冻土作为一种特殊土，其物理、力学性质与温度有着密切的关系[1].在气候变暖和工程扰动作用下，多年冻土区的路基工程在修筑和运营过程中将不可避免地改变下伏多年冻土的水热状况，并由此引发系列工程病害问题，影响道路工程的正常与安全运营[2].在多年冻土区，太阳辐射作为其主要的热量来源方式之一，其强度的日变化和季节变化不仅会随路基走向发生很大的差异，也会因路基形态、局地因素等引起两坡侧土体温度的差异，即阴阳坡现象[3].青藏公路、青藏铁路格(格尔木)拉(拉萨)段路基普遍存在阴阳坡现象.自格尔木至拉萨方向，公路、铁路路基的左边坡一般为阳坡面，而右边坡一般为阴坡面(图1).阴阳坡效应可引发诸如路基横向倾斜变形、纵向裂缝、路肩(边坡)倾斜及滑移等系列路基路面病害问题[4]]，这对于道路工程来说是极为不利的.所以,研究阴阳坡现象对于青藏工程走廊线性工程来说十分重要.图1 青藏公路、青藏铁路(格尔木至拉萨段)路基走向分布Fig.1 Distribution of embankment orientation of Qinghai-Tibet highway and Qinghai-Tibet railway (from Golmud to Lhasa)针对不同因素对于路基阴阳坡效应的影响及由此引发的系列工程病害问题，研究人员展开了大量的研究工作.穆彦虎等[5]基于实测数据分析路基热状况，研究发现低温多年冻土区的人为上限有明显抬升现象，且路基热稳定性较好.王芳[6]基于博牙高速公路沿线实测数据，研究不同路基高度、路基结构型式等对路基温度场的影响.田亚护等[7]基于现场监测数据，研究发现高温冻土区中路基高度和多年冻土的含冰量是路基沉降变形的主要因素.胡泽勇等[8]基于安多地区实测资料给出了可反演路基和边坡表面温度的经验公式.王可丽等[9]建立热力学数值模式(RSTM)，对青藏铁路沿线的不同坡度和走向下路基表层温度热状况定量化的分析研究有着重要意义.俞祁浩等[10]通过数值模拟研究高原公路路基在不同路面、不同路基高度和不同幅宽下温度场的变化情况，结果表明沥青路面条件下，路堤高度的增加未能改变对下部冻土加热的本质.张明义等[11-12]通过数值建模的方法确定出了公路路基的临界高度，使路基路面避免了因病害产生更大的损失.王铁行等[13]利用第三类边界条件建立了非稳态相变温度场进行数值模型，对横向热差异问题进行了分析.朱林楠[14]通过长期观测针对青藏公路路基温度场计算提出了“附面层原理”，为路基温度场的边界条件提供了便利.易鑫等[15]基于附面层原理，通过数值分析研究了不同上边界条件对青藏公路路基热稳定性的影响.江灏等[16-17]对地表温度测量方法进行改进，对地表和路基表面能量传递过程进行分析，将太阳辐射、长波辐射等因素参数化处理后进行分析.胡达等[18]基于青藏公路里程K2968+200断面浅层地温监测数据，不仅分析了公路路基及铁路路基两侧表层温度的特征，而且对边界温度进行了拟合，为冻土路基数值模拟温度边界提供了参考依据.在冻土路基温度场的模拟研究中，路基本体及下伏多年冻土热状况的变化过程会受到一系列边界条件的影响，而这些边界条件与年平均气温、路基高度、路基宽度、路基走向等因素相关.为此，基于已有现场监测数据，考虑气候变暖的影响，在不同年平均气温和路基高度的条件下，对青藏公路东西走向下多年冻土路段路基温度场进行数值模拟研究.系统考察路基阴阳坡侧浅层土体的冻融特征、季节冻融过程、路基下部人为上限和路基下部地温发展过程中的不同，为青藏工程走廊内已修建及拟修建工程中阴阳坡效应的防治提供依据.1 冻土路基传热模型及参数1.1 控制微分方程将路基简化为平面问题，忽略冻土融化过程中的对流、质量迁移、水热蒸发等作用.根据传热学原理，路基中热传导过程描述为[19]：在Ωf内，(1)在Ωu内，(2)式中:下标f、u表示路基土体的冻结和融化状态；Ω为计算区域；T、C和λ分别为土体的温度、体积热容和导热系数.在相变界面s(t)上满足温度、热流连续条件：式中:Tm为土体冻结临界温度；L为土体的相变潜热；n为冻结锋面的法线方向. 在计算中对于含水介质中相变潜热问题采用显热容法进行处理[20].假设模型中含水介质相变发生在温度区间(Tm±ΔT).令：(5)冻土路基平面瞬态导热微分方程可用下式表示：(6)1.2 计算模型及土体参数1.2.1 计算模型根据青藏公路楚玛尔河路段实际路基断面尺寸，建立4种计算模型，如图2所示.其中，JI为路基下边界；路基两侧边界AJ和FI为绝热边界.模型计算区域几何上为对称路基，但是考虑到阴阳坡效应，其边界条件并不对称.计算中路基高度取3m和5m(Ⅰ)，路基顶面宽取10m，边坡坡度为1∶1.5.取路基坡脚向外各延伸30m以消除边界横向热影响.路基下部土层厚度取20 m，其中地表以下2 m为碎石亚黏土(Ⅱ)，地下2～8 m为粉质黏土(Ⅲ)，地下8～20 m 为风化泥岩(Ⅳ).图2 计算模型Fig.2 Computational model1.2.2 土体参数在温度场的模拟中，各土层热物理参数的选取依据现场钻孔勘查资料并结合已有室内试验结果确定[21-23]，具体取值见表1.表1 路基中各区域土体热学参数Tab.1 Thermal parameters of soil substance at several area of embankment 土层ρ/(kg·m-3)λ/(J·h-1·m-1·℃-1)冻结融化C/(kJ·m-3·℃-1)冻结融化L/(MJ·m-3)路基填土2 1007 1286 9081 9132 22720.4碎石砂土1 7106 5525 7609061 17077.3粉质黏土1 6506 0223 9311 2751 730149.0风化泥岩1 8246 5665 3061 8462 09937.71.3 边界条件及初始条件通过统计回归分析，将气温、天然地表温度、路基表面温度、边坡坡面温度拟合为正弦函数.考虑气候变暖条件下，在未来50 a气温上升2.6 ℃[24]，则上述温度边界可简化如下：(7)式中:Ti为年平均温度；A为振幅；t为时间.4种条件下路基结构作为计算模型，路基表面及边坡面温度根据已有乌丽、北麓河和楚玛尔河3个现场监测断面实测结果并结合前人监测结果确定[18,22,25]，Ti、A的取值见表2.表2 各边界年平均温度及温度振幅Tab.2 Mean annual temperature and amplitude of boundaries边界年平均温度Ti/℃Ti1Ti2Ti3温度振幅A/℃A1A2A3大气-3.0-3.5-4.011.511.010.5地表-0.5-1.0-1.511.511.511.5沥青3.53.02.514.514.514.5南坡3.02.52.012.512.512.5北坡-1.0-1.5-2.015.515.515.5路基下边界JI的地下热流密度q=0.02 W/m2，即：(8)路基两侧边界AJ和FI取绝热边界条件，即：(9)2 模拟结果及分析2.1 路基浅层土体冻融特征地表冻结/融化指数为日平均地表温度小/大于0 ℃日的温度累积值，用于阐明地表的融化和冻结状况.选取地表以下0.3 m，统计某一个自然年内的温度数据，累积得出其冻结/融化指数.图3为不同年平均气温下路基浅层土体(0.3 m深度)冻结/融化指数.从图3中可看出，青藏公路沿线沥青路面多年平均融化指数大致分布在1 627～2 510 ℃·d之间，多年平均冻结指数大致分布在450～1 670 ℃·d之间，这与多年冻土区观测场监测的数据相符合[26].3种年平均气温条件下(-3、-3.5、-4 ℃)，随着运营时间的推移，在气候变暖的条件下，其左、右路肩冻结指数逐年下降，而融化指数逐年增加.就冻结指数而言，-3 ℃条件下左、右路肩的冻结指数分别由第5年的792 ℃·d和1 499 ℃·d下降到第50年的453 ℃·d和1066 ℃·d；-3.5 ℃条件下左、右路肩的冻结指数分别由第5年的875 ℃·d和1 590 ℃·d下降到第50年的508 ℃·d和1 152 ℃·d；-4 ℃条件下左、右路肩的冻结指数分别由第5年的948 ℃·d和1 671 ℃·d下降到第50年的579 ℃·d和1 223 ℃·d.就融化指数而言，-3℃条件下左、右路肩的融化指数分别由第5年的1993 ℃·d和1 670 ℃·d上升到第50年的2 513 ℃·d和2 086 ℃·d；-3.5 ℃条件下左、右路肩的融化指数分别由第5年的1 895 ℃·d和1 580 ℃·d上升到第50年的2 374 ℃·d和1 997 ℃·d；-4 ℃条件下左、右路肩的融化指数分别由第5年的1 794 ℃·d和1 495 ℃·d上升到第50年的2 276 ℃·d和1 887 ℃·d.其中，第5年模拟冻结/融化指数的量值及阴阳坡差异值与包括在青藏铁路、青藏公路沿线开展的现场监测结果接近[18,26]，表明了模拟结果的可靠性.图3 不同年平均气温下路基浅层土体(0.3 m深度)冻结/融化指数Fig.3 Freeze/thaw index of shallow soil substance (0.3 m in depth) of embankment at different annual mean air temperature从上述模拟结果可看出，阴坡的冻结指数与阳坡相比有显著的差异，而融化指数差异较小.在年平均气温-3 ℃下，阴坡冻结指数约为阳坡的2.36倍，-3.5 ℃下约为2.27倍，-4 ℃下约为2.11倍；与之相反的是，高填方路基和普通路基之间的冻结/融化指数差异性并不大.这是由于该两种路基均处于东西走向，两坡侧受到太阳辐射的强度基本一致，其各自的阴阳坡侧在单位面积内所接受的太阳辐射量基本一致，且均在年平均气温相同的条件下，故其两坡侧的冻结/融化指数基本相同.2.2 路基本体及活动层季节冻融过程图4和图5分别为高填方路基和不同年平均气温下普通路基左、右路肩下部土体在第5年时的季节冻融过程曲线.从图中可以看出，由于东西走向的阴阳坡效应显著，导致路基本体及活动层季节冻融过程明显不同步，阳坡侧土体较阴坡侧先进入融化期，而晚进入冻结期，且冻结/融化期持续时间也存在明显的差异.模拟条件下，路基左路肩的融化期大体为4月上旬至10月中下旬，融化期持续时间约为7个月，相应的冻结期约为5个月；右路肩融化期自4月中上旬至10月中旬，融化期持续时间最长约6.2个月，冻结期为5.8个月，差异并不大.模拟结果与青藏公路对应路段现场监测结果接近[27].图4 高填方路基运营第5年时高填方路基的左、右路肩下地温分布曲线Fig.4 Distribution curves of ground temperature beneath left and right shoulders of high-filled embankment at 5thyear of its application图5 不同年平均气温下路基运营第5年左、右路肩下地温分布曲线 Fig.5 Isotherm of ground temperature beneath left and right shoulders of embankment at different annual mean air temperature at 5th year of its application从图4和图5c得知，高填方路基0 ℃温度线要比同期的普通路基更深，影响更大，是因为高填方路基的热阻不但阻止了暖季热量的传入，也阻止了冷季冷量的传入.高填方路基在运营初期下伏多年冻土上限抬升的同时也在逐步消耗下部冻土的冷量，一旦下部冻土的冷量不足以上限的抬升，将会导致多年冻土上限下降，所以产生了以融沉为主的公路路基病害.此外，高填方路基下伏冻土层冻融状态的不对称比同时期的普通路基更显著，更易引发路面变形在横向上的差异，产生了以沉降变形为主的路基病害问题.路基左右路肩沉降量的较大差异，极易诱发路面纵向裂隙病害的发生.从图5可看出，最大融化深度随年平均气温的升高呈下降趋势，年平均气温-4 ℃时左、右路肩的0 ℃温度线为4.5 m和3.5 m；年平均气温-3.5 ℃和-3 ℃时，0 ℃温度线比前者分别深了约0.3和0.2 m、1.5和0.5 m.2.3 路基土体人为上限变化特征图6 不同路基高度下人为上限的变化Fig.6 Variation of artificial upper limit of permafrost soil of embankments with different heights图7 不同年平均气温路基下部土体下人为上限的变化Fig.7 Variation of artificial upper limit of permafrost soil embankments at different annual mean airtemperature图6和图7分别为不同路基高度和年平均气温下左、右路肩人为上限的变化特征.从图上可以看出，随着路基运营时间的推移，路基土体的人为上限总体逐年下移，但是阴坡侧土体在路基修筑后均出现了不同程度的抬升.在不同年平均气温下，-4 ℃下阴坡侧土体的抬升持续时间最长，约为22 a；-3.5 ℃下持续时间约为14 a；-3℃下持续时间约为8 a；高填方路基下阴坡侧土体持续时间约为4 a，而阳坡侧土体未出现抬升现象.在气候变暖、沥青强吸热和工程扰动的多重因素下，两坡侧路基土体的人为上限不断下降，且年平均气温越高上限埋深越大.对不同年平均气温下的路基而言，前25 a内下降速率较快，最大可达35 cm/a；随后路基下部土体的人为上限下降趋于缓和，下降速率最大可达12 cm/a.总体而言，路基修筑后50 a内，下部人为上限平均下降速率约为20 cm/a，其左、右路肩下人为上限差值最大可达约1.7 m.对不同路基高度而言，路基下部人为上限平均下降速率约为24 cm/a，其左、右路肩下人为上限差值最大可达约3.7 m.青藏公路现场监测结果表明，在高温冻土区(年平均地温>-1.5 ℃)，沥青路面下部人为上限下降速率介于17.4～25.8 cm/a，平均值22.5 cm/a[26]，与本次模拟结果相近.从图6和图7反应的规律可以看出，阴坡冻土上限下降速率明显低于阳坡冻土上限下降速率.左右路肩冻土上限下降速率不一样会导致路基向冻土上限下降速率快的一侧倾斜，从而导致左右路肩变形不一致，对路基稳定性极为不利.此外，从图6也可以看出，高填方路基在运营初期左路肩下的人为上限有一定的抬升，且其人为上限要比普通路基浅.这是由于高填方路基可以有效增加路基热阻，阻止了大气热量传递到冻土层，有利于提高冻土人为上限，进一步保证路基的热稳定性[6].随着路基高度的增加，多年冻土的退化速度稍有增长，这与路基两坡面接受太阳辐射及路基土体内部的蓄热有关.因此,路基高度的选取要合理.为此，研究人员提出“临界高度”概念[11-12,27].青藏公路在后期的整治过程中路基高度不断抬升，目前多年冻土路段路基高度普遍在2.5～3 m左右.2.4 多年冻土地基温度分布图8和图9分别给出了高填方路基和不同年平均气温条件下,路基修筑后第5年和第30年最大季节融化深度时的地基温度场分布.由于路基边坡两侧热边界的不对称，因此东西走向的路基温度场并不对称，路基土体的温度整体呈左高右低(自格尔木至拉萨方向)的趋势.与此同时，随着运营时间的推移，这种趋势会逐渐加大.在同一深度处，阳坡侧的温度明显高于阴坡侧.由图8可知，年平均气温在-3.5 ℃下，高填方路基在运营前期，下伏冻土有一定的降温趋势.该模拟的结果与博牙高速公路的路基土体温度相符合[6].由图9a、图9b和图9e、图9f可看出，高填方路基下伏冻土层地温分布的不对称较同时期的普通路基更为显著.高填方路基在运营第5年和第30年时-0.7 ℃和-0.3 ℃等温线比同期普通路基深5 m左右.这是因为高填方路基随运营时间的推移，下伏多年冻土上限的抬升不断消耗下部冻土的冷量，运营后期导致多年冻土上限不断下降，使得冻土路基等温线比同期普通路基深.由不同年平均气温下路基温度场可以看出，随着年平均气温的升高，同一深度下的土体温度也随之升高，多年冻土人为上限不断下降.在路基修筑第5年时，年平均气温为-3 ℃的公路路基，其路基下伏冻土-0.5 ℃等温线比年平均气温为-3.5 ℃和-4 ℃的公路路基分别深5 m和8 m左右，这对于冻土的保护来说是不利的.之后在路基运营第30年时，路基下伏冻土的温度不断上升.年平均气温为-3 ℃的公路路基，其-0.3 ℃等温线比第5年下降了约6 m.图8 高填方路基运营第5年和第30年地温场分布Fig.8 Distribution of ground temperature field of high-filled embankment of at 5th and 30th year图9 不同年平均气温下路基运营第5年和第30年地温场分布 Fig.9Distribution of ground temperature field embankment at different annual mean air temperaturesat 5th and 30th year3 结论基于现场实测和坡面温度拟合数据，利用数值模拟手段，对不同年平均气温和路基高度条件下多年冻土区公路路基的阴阳坡效应进行研究，重点从浅层土体冻融特征、路基体季节冻融过程、人为上限及下部冻土地温等4个方面量化青藏公路多年冻土路基阴阳坡效应，主要结论如下.1) 在全球气候变暖和工程扰动的前提下，青藏公路路基左右路肩下土体的冻结指数逐年下降，而融化指数逐年上升.其中，左、右路肩冻结指数的差异相较于融化指数更为显著，在年平均气温为-3 ℃下差异最明显，相差约2.36倍，而阴坡融化指数约为阳坡的0.83，差异并不大；高填方路基和普通路基之间的冻结/融化指数差异性较小.2) 阳坡路肩总是比阴坡路肩先进入融化阶段，且阳坡侧融化期明显长于阴坡一侧，而冻结期短于阴坡.高填方路基下伏冻土层冻融状态的不对称较同时期的普通路基显著，因此更易引发路基横向差异变形及纵向裂缝类路基路面病害.3) 在路基运营过程中，阴坡侧路肩下部的人为上限均发生不同程度的抬升，在年平均气温-4 ℃下普通路基抬升时间最长，可持续约22 a，而高填方路基可抬升时间约为4 a.此后，阴阳坡侧路基下伏人为上限均开始下降.路基运营50 a内，路基下伏冻土的人为上限最大下降速率超过20 cm/a，而高填路基人为上限下降速率相对较快.高填方路基和不同年平均气温下普通路基左、右路肩下人为上限差值最大可达约1.7 m和3.7 m.4) 路基土体温度与年平均气温呈正的相关性，即年平均气温越高，土体温度也越高.冻土路基下的温度场并不对称，路基土体的温度整体呈左高右低(自格尔木至拉萨方向)的趋势，这种趋势会随着时间的推移不断加大.而高填方路基下伏冻土层地温分布的不对称较同时期的普通路基更为显著.参考文献：【相关文献】[1] 马巍,牛富俊,穆彦虎.青藏高原重大冻土工程的基础研究 [J].地球科学进展,2012,27(11):1185-1191.[2] 杨成松,何平,程国栋,等.冻土热融下沉研究的现状和进展 [J].工程地质学报,2004,12(增刊1):147-150.[3] 胡泽勇,程国栋,谷良雷,等.青藏铁路路基表面太阳总辐射和温度反演方法 [J].地球科学进展,2006,21(12):1304-1313.[4] 汪双杰,霍明,周文锦.青藏公路多年冻土路基病害 [J].公路,2004(5):22-26.[5] 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多年冻土区公路高路基横向不对称热状况分析
监测路段 Ｋ ６ ３ ９＋１０位 于国道 ２４姜路 岭至清水 ０ １ 河段 。国道 ２４沿线冻土类型大多为 高温冻 土 ，地域 １ 分布相对复杂 ，冻土总体上处于严重退化趋 势。姜路 岭至清水河段处于北纬 ３ ． 。 ３ ． 。 ３ ５ ～ ６０ ，东经 ９ 。 ９ 。 ６ ～ ９ 之间 ，公路 自然区划 为河源 山原草甸润湿 区 ，海拔均 在 ４０ ０ｍ 以上 ，属寒 温带 大 陆性 气候 ，全年 无 夏 ， ０ 冬季寒冷漫长 ，昼夜 温差大 。根据 国道 Ｋ １ ３０处 ４ ６＋ ０ 花石峡野外观测站资料 ，年 平均气温 一 ． ３ ２℃ ，年极 端最高气 温 达 １． ８ ５℃ ，年 极 端 最 低 气 温 达 一３ ． ２５ ℃。此 段降水充沛 ，年降水量达 ５ ０～ ０ ｍ，全年 ０ ６ ０ｍ 降水期 集中于 ７～８月 ，终年飘 雪 ，固体降水 量 占降 水量 的 ７ ％左右 。该路段穿过多年冻土 区约 ３ ０ｋ ０ ０ ｍ， 其 中连续 多年冻土路段长约 ９ ｍ，季节融化层 厚度 ８ｋ ２～ 。该路 段 ２０ ３ｍ ０２年修筑 沥青路 面 ，同时布设 了 系列 观测场地 ，在 Ｋ ６ ３ ９＋１０布设测温断面 ，研究 ０ 阴阳坡热不对称问题 。Ｋ ６ ３ ９路段 地处冲 、洪积平 原 ， 地表植被 稀疏 ，覆盖 率不 足 １％ ，路 基南 侧取 土方 ０ 后渗 出较多水坑 ，路基北侧地表潮湿 ，有积水坑 ，较 南侧少 ，细粒 土。试 验地段地 面高程 ４ １０ｍ，路基 ８ 中心填碎石土高 ２７ｍ，边坡坡度为 １： ． ，多年冻 ． １５ 土 天 然 上 限 ２７ ． ｍ，多 年 冻 土 年 平 均 地 温 为 ０８ ． ６℃ ，属高 温不 稳定 多年 冻土 区。钻孔 资 料显
摘 要 通过对青藏高原 ２４国道 多年冻土区实测地温资料的分析 ，揭示出冻土路基 中存在 １ 着显 著的横 向热状 况 不对称现 象，阴 阳坡 热差 异对路 肩 热 状 况 的影 响 比对坡 脚 热 状 况 的影 响 大。 路 基 阴 阳边 坡表 面的热状 况 差异与坡 面吸 收的 太 阳辐 射 能之 间的 关 系很 大 ，阴阳坡 面获得 的 太阳 辐射 日总量 随 时间的 变化 趋 势与其 浅地层地 温 随 时间的 变化趋 势基本 一致 ，地 温随 时 间的 变化略
【学霸微考点】011山坡为什么会出现“阴阳坡”
【学霸微考点】011山坡为什么会出现“阴阳坡”阴坡与阳坡的概念正如古代文献所言“水北为阳, 山南为阳、水之南山之北为阴” (《左传》) , 作为地理学的术语, 阴坡与阳坡提出的依据是实地考察中发现的坡向与气候、土壤、植被的差异。
, 原因是以前的中原地区指的是黄河中游一带,这一带在北回归线以北的,终年都不会有太阳直射,阳光只会从南面照射.所以对于山来说山的南面是可以被太阳照到的也就是有阳光为阳,而北面则为阴;相反对于低于地平面的水系来说太阳也不会照到河流的南岸只会照到北岸所以水北为阳南则为阴!01阴坡与阳坡的气候分异气候是组成自然地理环境的主导性因素。
坡向的气候分异是造成山地自然地理环境其他因素分异的基础。
阴阳坡的气候分异主要体现在以下几个方面:（1）坡向与太阳辐射高中地理一般是讨论地表水平方向获得太阳辐射的变化, 其基本规律是:地表获得的太阳辐射总量大致由低纬度向高纬度递减。
但在高考地理试题中, 却出现了关于“不同坡向获得的太阳辐射差异”问题。
就坡向而言，向阳坡的太阳辐射多于背阳坡；就坡度而言，坡面上的正午太阳高度越接近90°，即越接近直射，太阳辐射越多；就地球公转运动而言，当地夏季太阳辐射多于冬季；就纬度而言，纬度越低，太阳辐射越多。
因此，若仅考虑地球运动和地形因素，某地地表获得太阳辐射量的多少，与该地的坡向、坡度、季节和纬度有关。
02坡向与气温地形对气温影响很大。
首先，由于坡向不同，日照和太阳辐射条件各异，一般来说阳坡气温高于同海拔的阴坡。
其次，地形凹凸和形态的不同，对气温也有明显的影响。
凸起地形(如山顶)因与大陆接触面积小，受到地面日间增温、夜间冷却的影响较小，再加上夜间地面附近的冷空气可以沿坡下沉，而换来自由大气中较暖的空气，因此气温日较差、年较差皆较小；凹陷地形则相反，气温日较差很大。
再次，海拔对气温的影响较大，理论上海拔每升高1 000米，气温下降6 ℃。
最后，谷地或盆地地形容易阻挡其与外界的热量交换，使之形成高温或者低温中心。
多年冻土区路基阴阳坡效应及纵向裂缝机理研究
多年冻土区路基阴阳坡效应及纵向裂缝机理
研究
秦皇岛至承德铁路是经过多年冻土区的一条重要铁路干线，其中路基的设计和施工受到多年冻土的影响。
在该地区，路基的阴阳坡效应和纵向裂缝问题尤为突出。
因此，为了探究这些问题的机理，开展了相关研究。
阴阳坡效应是指多年冻土区路基在遭受太阳照射后，阳坡上的冻土受到融化影响，流水渗透到路基内部，使路基土体的温度和湿度发生变化，导致路基内部的应力状态发生变化。
多年冻土区路基阴阳坡效应机理的研究主要包括以下几个方面：阳坡受热条件的分析、冻融循环对路基土体性能的影响、路基温度场和应力场的分布规律等。
在研究过程中，通过对地温变化和土体应力状态的测试和分析，揭示了多年冻土区路基阴阳坡效应的机理，并提出了针对性的防治措施，以保障路基稳定性和安全性。
纵向裂缝是指路基在冻融循环过程中，由于土体的膨胀和收缩，导致路基出现一系列沿纵向方向的开裂现象。
多年冻土区路基纵向裂缝机理的研究主要包括以下几个方面：路基土体的冻融循环性能、土体力学性质和温度变化等。
通过对路基纵向裂缝产生原因进行分析，结合现场实测数据，研究了纵向裂缝的形成机理和演化规律，并提出了相应的加固方法，以避免纵向裂缝对路基造成的不利影响。
综上所述，多年冻土区路基阴阳坡效应和纵向裂缝问题的研究对于保证路基的稳定和安全具有重要意义，有助于提高路基设计和施工水平。
抛石护坡、抛石路基
中国科学院冻土工程国家重点实验室推出的以抛石护坡、抛石路基等技术为主的路基新结构，成功解决了青藏铁路冻土路基中冻土的冻胀和融沉问题，消除了青藏铁路路基面临的最大威胁。
中国科学院冻土工程国家重点实验室常务副主任马巍介绍，抛石护坡和抛石路基主要是以碎石堆砌形成缝隙，缝隙中的空气形成对流，以保持路基下冻土的稳定，并阻止外界热量进入。
实验证明，抛石路基和抛石护坡建成后，石块之间缝隙的空气在冬天形成循环，使路基保持与外界同样的温度，在夏天则成为“天然隔热层”，有效阻止外来热量的进入，使路基下多年冻土层的坚固性不会因施工而受到影响。
马巍说，目前青藏铁路已经建成的路基中，有８０％以上采取了以抛石路基和抛石护坡等为主的路基新结构。
经过实际施工建设和持续现场观测，抛石路基和抛石护坡能够有效地解决青藏铁路路基下冻土冻胀和融沉对路基的危害。
他认为，这一技术在冻土区特别是高含冰量不稳定冻土区的其他建设中同样有极大的应用和推广价值。
马巍向记者介绍，冻土区土层分为活动层和多年冻土层两部分。
其中活动层靠近地表，随着外界气温变化或冻或融；多年冻土则常年处于冰冻状态，该层中的土壤和石块缝隙中存在大量的冰。
如果没有人为等因素的影响，多年冻土层一般比较稳定，不会影响地面形态；而人为导致的活动层的变化，将直接对多年冻土层产生影响，使其稳定性发生变化。
据了解，正在建设中的青藏铁路全长１９５６公里，其中多年冻土地段达到５５０公里，是目前全球穿越永久性冻土地带最长的高原铁路。
在冻土区进行青藏铁路路基建设时，势必会对活动层造成影响，如果没有相关措施做保障，一段时间以后，路基下的多年冻土层将会部分消融，进而导致地面下陷，铁路路基的稳固性和可靠性将受到很大影响。
抛石护坡和抛石路基是稳定多年冻土层、保护路基的有效手段。
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（ ） ） ｃ ＋ （ ２
１ ２ 计算 区域 及边界 ． 选取 青 藏铁路 ＤＫ１ ７ ＋ １ ０开 心岭南 坡 的观 ２２ ２
式 中 ：’ ， 分 别为冻 、 状态 ； ， ｒ 别 为冻 结 ， 融 ＴｒＣ ， 分 区 内土壤 的温 度 、 积 比热 和 导热 系数 ． “ ”者 体 带
面简化 为二 维平 面 问题研 究．
１ １ 控制 方程 ．
状态存在差异 ， 由于冻土的融沉对温度存在高度的
敏感性 ， 而该 温度差 异 可能会 导致 路基 阴 阳坡 的 进
位移差 异． 青 藏 公 路 自 ２ 如 ０世 纪 ５ Ｏ年 代 修 建 以 来 ， 越多年 冻 土 的路 段 变 形病 害 十分 严 重 ， 基 穿 路
第 ２ ８卷第 ５ 期 ２０ 年 １ ０８ Ｏ月
西
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大
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Ｖｏ ． ８ Ｎｏ ５ １２ ． Ｏｃ ．２ ０ ｔ ０８
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆ ’ ｎＴｅ ｈ ｏｏ ｉａ ｉｅ ｓｔ ｏ ｒａ ａ ｃ ｎ ｌｇｃｌＵｎｖ ｒ ｉ ｏ Ｘｉ ｙ
文章 编号 ： １ ７ —９ ５ ２ ０ ） ５４ ７０ ６ ３９ ６ （ ０ ８ ０ —８ —６
１ 计算模型
假定 ： ①假 定 路 堤无 限延 伸 ， 堤 和 路 基 土质 路 分层 均匀 ； ②观 测表 明 ， 基 的含水 量基 本稳 定 ， 路 于 是假定 其 物理参 数 为常数 ； 多年 冻土作 为 隔水层 ③ 考虑 ， 无底 水补 给 ； 假 定无 其 它边 界 的 水 份补 给 ④ 和排水 作用 ； 铁 路路 基 为 一 线 性 工 程 ， 截一 断 ⑤ 故
量平 衡 控制 微分 方程 为 冻 结 区
忧， 目前 这方 面 的研 究大 多是 观测 研究 ［］理 论研 １，
究相 对较 少［８ 抛石 护 坡 属 青 藏 铁路 上 气 冷路 堤 ７＿ ＿． 结构 的一 种 ， 制冷 效果 的主要 基 础理论 有 多孑 介 其 Ｌ
ｃ
融化 区
（Ｏ …） ） Ｔ＋ａ， …ｏ （ ｔ ｒ
多年 冻 土 区抛 石 护 坡 路 堤 的 阴 阳坡 差 异 分 析
刘 新 龙 ，李 宁
（１西安工业大学 建筑工程 系， ． 西安 ７ ０ ３ ；． １０ ２ ２ 中国科学院 寒 区旱 区环境与工程研究所 ， 兰州 ７ ０ ０ ） ３ ０ ０
摘 要 ： 青 藏铁路 的走 向为北 北 东—— 南 南西 ， 穿过 高原 高海拔 地 区， 且 太阳辐射 较 强 ， 其路 堤 及路基 阴阳坡 的温度 场差 异较 大． 较 为严酷 的 冻土条 件及 气候 环境 下 ， 虑青 藏 高原 气温 在 考 未来 百年 上升 ３ ４℃ ， 过 瞬 态热力 学的有 限元 计 算 ， ． 通 对抛 石 护坡路 堤 未来 ５ ０年 内的温 度 场 进 行 了预 测． 计算 结果表 明 ： 差异 一直存 在 ， 同月份 和 日期 的 阴 阳坡 温度 较 差 随年 份 变化极 相
为融 化 区内的 相 应 物 理 量． 移 动 相 变 界 面 Ｓ 在 （） 上 ， 须满 足连续 条件 和守恒 条件 ， 必 即
小； 阴阳坡 温度 场 差 异 逐 年 加 深 ， 伏 土 层 ２ ５ｍ 深 处 的 阴 阳 坡 温 度 较 差 最 大 值 已 小 于 下 ． ０ ５℃ ； 中 旬和 ４月下 旬的路堤 内的冻 融线 的 阴 阳效 应剧 烈 ； 阳坡 脚 冻土 上 限 的 阴 阳差 ． ９月 阴 异在 前 ｌ ０年较 小 ，０到 ３ １ ０年 间逐 渐 增 大 ，０年后 趋 于稳 定 ， 度 相 差约 ４ ｍ； 基 中心 下 ３ 深 ５ｃ 路 的 冻土上 限 由建成 时的 １８ｍ 退 化到 第 ５ 时的 ８ １ｍ 深 处． ． ０年 ．
关键 词 ： 青藏铁 路 ； 多年 冻上 ； 抛石 护坡 ； 阴阳坡 ； 温度 场
中 图号 ： Ｕ２ ３ ４ １ ．１ 文献 标志 码 ： Ａ
在 多年 冻土 区修建 铁路 路基 ， 由于冻土 的融 沉 对 温度 存在 高度 的敏 感 性 ， 直 受 到 研 究 者 的关 一 注Ｅ ． 青藏 铁路 穿 过 ５０ｋ 的 大 片 连 续 多 年 冻 ５ ｍ
土 区 ， 于较不 稳 定 、 稳 定 多 年冻 土 地 区 不 超 过 属 不
质 热对 流理 论 ， 向流 理 论 ， 热 实 单元 的有 限元 多 及
方 法． 中对 该结 构 路 基 ， 青 藏 高 原 的气 候 变 暖 文 在 的前 提 下 ， 由实测 数 据 的现有 研 究 成 果 出发 ， 用 采 热 实单元 有 限元法 ， 对其 阴阳坡效 应进 行分 析．
１０ｋ 极 不稳 定 高 温 冻 土地 段 在 １０ｋ 之 内 ， ９ ｍ， ０ ｍ 其线 路病 害率 的高低 将受 到全 世界 的瞩 目． 由于青 藏铁 路 的走 向为北北 东—— 南 南西 ， 且穿 过 高原 高 海拔 地 区 ， 其太 阳 辐射 要 明显 高 于 内地 地 区 ， 之 加 路基 附 面层 效应 的影 响 ， 势必路 基 阳面 和阴 面的热
（ １ ）
＊
收稿 日期 ：０ ８０—２ ２ ０ ６１
作者简介 ： 刘新龙（ ９ ５）男 ， １ ６ 一， 西安工业大学副教授 ， 主要研究方向为岩土工程． — ｉ ｘ ｙｇ ｌ ｘ＠１３ ｃ ｒ， Ｅｍａｌ ｇ ｊ＿ｉ ｌ ６ ．ｏｎ ： ｕ
西 安 工 业
大 学
学 报
第 ２ ８卷
ｃ
下伏多 年冻 土持续 发生 着上 限下 移 、 阳面沉 降变 形 普 遍大 于路基 阴 面等显 著 的退化 现象 ． 青藏 铁路 也
存 在着 阴 阳坡 温度 不对 称 的不利 效应 ， 这一 现象 已 为 实测 和计 算 所 证 实 ， 已 引起 更 多 的重 视 和 担 并
考 虑 热传 导 和 相 变作 用 且 无 内热 源 问题 的热