青藏高原清水河多年冻土区铁路路基沉降变形特征研究

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青藏高原多年冻土区冷却路基技术现场实效监测研究

青藏高原多年冻土区冷却路基技术现场实效监测研究

青藏高原多年冻土区冷却路基技术现场实效监测研究第25卷第3期岩石力学与工程学报 V ol.25 No.32006年3月Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering March ,2006收稿日期:2004–10–18;修回日期:2005–02–21基金项目:国家自然科学基金重大项目(90102006);国家重点基础研究发展规划(973)项目(2002CB412704);中国科学院知识创新工程重大项目(KZCX1–SW –04)作者简介:马巍(1963–),男,博士,1985年毕业于兰州大学数学力学系固体力学专业,现任研究员、博士生导师,主要从事冻土力学和冻土工程方面的教学与研究工作。

E-mail :mawei@/doc/d6*******.html。

青藏高原多年冻土区冷却路基技术现场实效监测研究马巍,余邵水,吴青柏,张鲁新(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)摘要:以青藏铁路现场实体工程为背景,选用块石路堤、块石护坡和通风管路堤主动冷却措施进行现场实体工程试验,通过对路基内温度场的监测,研究这些措施对保护冻土的作用及效果。

分析结果表明,2个冻融周期后,块石护坡路基、通风管路基和块石路基均具有一定的调节降温作用,有利于下覆多年冻土的保护。

但是冻土上限的抬升需要消耗下部土体的冷能来实现,说明冻土路基温度场还处于不稳定阶段。

关键词:土力学;冷却路基措施;多年冻土区;青藏高原中图分类号:TU 445 文献标识码:A 文章编号:1000–6915(2006)03–0563–09STUDY ON IN-SITU MONITORING TECHNOLOGY OFCOOLING ROADBED IN PERMAFROST REGIONS OF QINGHAI —TIBET PLATEAUMA Wei ,YU Shao-shui ,WU Qing-bai ,ZHANG Lu-xin(State Key Laboratory of Frozen Soil Engineering ,Cold and Arid Regions Environmental and EngineeringResearch Institute ,Chinese Academy of Sciences ,Lanzhou ,Gansu 730000,China )Abstract :Qinghai —Tibet railway crosses 550 km continuous permafrost regions and 82 km discontinuous permafrost regions ,where high temperature regions(annual average ground temperature is above -1.0 ) occupy ℃275 km ,ice-rich regions cover 221 km ,overlapped sections of high temperature and ice-rich occupy about 134 km. As a result of the influences of both global climate warming and railway engineering on the permafrost degradation ,design and construction of roadbed in permafrost regions are faced with quite great difficulties. As the natural thermal state and underground ice are the important factors influencing the roadbed stability ,the choice of roadbed structure to protect permafrost is the leading principle of engineering design. Therefore ,many measures are put forward and adopted including crushed rock slope protection ,crushed rock embankment ,embankment of heat pipe ,embankment of awning ,thermal-insulation treatment embankment ,widened and heightened embankment and duct-ventilated embankment ,etc. The crushed rock slope protection ,crushed rock embankment ,embankment of heat pipe ,embankment of awning ,and duct-ventilated embankment are all actively protective technologies. The embankment of crushed rock slope protection ,crushed rock embankment and duct-ventilatedembankment are chosen to study the protective effects of the three kinds of embankments on the permafrost based on the in-situ monitoring results of the roadbeds in Qinghai —Tibet railway. The basic data of actively adjusting and cooling roadbed measures in permafrost regions have been obtained and analyzed. Results show that all of the564 ? 岩石力学与工程学报 2006年three measures have certain effects on adjusting and cooling roadbed,and are advantageous to protect permafrost under the roadbed. However,the rising of artificial permafrost table needs to consume the cold energy of soil below ground,which indicates that the temperature fields of permafrost foundation are in instable phase.Key words:soil mechanics;cooling roadbed measures;permafrost regions;Qinghai—Tibet Plateau1 引言青藏铁路要穿越多年冻土区632 km,其中穿越年平均地温高于-1.0 ℃的多年冻土区275 km,高含冰量多年冻土区221 km,高温、高含冰量重叠路段约为134 km。

青藏铁路路基冻胀变形特点的研究

青藏铁路路基冻胀变形特点的研究
( 长安 大 学 建 筑 工程 学 院 , 西安 706 ) 1 0 1
摘要 : 青藏铁路路 基 2 0处断 面中随机选取 6 1组 土 样 , 在 3 2 并对 土样 组分 进行 分析 。研 究表 明 , 在役 青
藏铁 路 多年 冻 土区和深 季节冻 土区 内填 土完全是 由粗 颗粒填 料组 成 , 一般 情况下 冻胀量很 小 ; 据深 季 根




Jn ,0 0 u e 2 1
R i a n ie r g al yE gn ei w n
文 章 编 号 :0 3 19 ( 0 0 0 —0 40 10 —9 5 2 1 )60 9 - 4
青藏铁 路 路基 冻胀 变 形特 点 的研 究
. பைடு நூலகம்
高 志华 , 石 坚 , 罗丽娟
成 的 , 证所取 土样 能代 表 路基 及 地基 邻 近土 层 的实 保
际情况 。
表 1 取 土 样 的 类别 及 数 量 组
外部 荷载应力 的关 系作 了 深入 的探 讨 , 出 了许 多计 提 算冻胀 的方法 和公式 以及冻土地 区工程 结构物 的破坏 特征 , 相应地 提出一些 冻害 防治措施 ¨ 。但是 这些 并 研究多是 集 中在试 验理 论 及 寒 区公 路工 程 上 , 已经 对 运营 的青 藏铁 路 路 基 冻 胀 现状 的类 似 研 究 还 未 见 报 道, 鉴于此 , 在青藏铁 路多年 冻土 区和深季节 冻土 区中 随机选 择 了 2 0处路基 断面 , 土样 6 I , 析 了土 3 取 2 组 分
( 1 0 3 0 段 随 机 选 择 了 2 0处 路 基 断 面 , 行 K 24 0 ) 7 - 3 进
了 6 1 土样 的取 样 以及 相应 的含水率 、 2 组 密度 、 粒分 颗

青藏铁路冻土路基分析及防治方法

青藏铁路冻土路基分析及防治方法

青藏铁路冻土路基分析及防治方法摘要:青藏铁路是世界上海拔最高、线路最长的高原铁路,解决了多年冻土这一世界性工程难题。

冻土是指零摄氏度以下,并含有冰的各种岩石和土壤,是一种对温度极为敏感的土体介质。

在冻土区修筑工程构筑物面临两大危险:冻胀和融沉。

本文主要围绕修筑青藏铁路过程中的冻土问题,以及从多年冻土区路基沉降变形、冻胀及不良地质环境等方面,系统论述了路基工程的主要病害类型、影响因素和防治方法。

关键词:青藏铁路;冻土;路基;防治方法0 引言我国是世界上第三冻土大国,约占世界多年冻土分布面积的10%,约占我国国土面积的21.5%。

青藏铁路格尔木至拉萨段多年冻土区线路总长约554km,其中,多年冻土地段长度448km,占多年冻土区线路总长的81%,融区地段长度106km,占19%[1]。

外界条件的变化会导致冻土升温,造成冻土内部结构发生变化进而引起冻土承载力降低,最终导致冻土路基会产生裂缝、冻胀、沉降等现象,影响路基长期稳定。

青藏铁路建设面临的核心技术难题之一在于如何在高温、高含冰量多年冻土地基上修筑稳定的线路。

1 青藏铁路沿线的冻土特征青藏高原冻土区是北半球中、低纬度地带海拔最高、分布面积最广、厚度最大的冻土区,北起昆仑山,南至喜马拉雅山,冻土面积为141万平方公里,占我国领土面积的14.6%。

青藏高原多年冻土的生存、发育和分布主要受到地势海拔的控制,随着地势向四周地区倾斜形成闭合的环状。

2 冻土区铁道路基主要病害2.1路基沉降变形沉降变形是多年冻土区铁路工程最主要的病害,其多发生在含冰量大的粘性土地带。

多年冻土区路堤变形的最主要因素是融沉。

积水渗透和路堤本身的热效应会引起路基的融沉。

冻土融沉还与地基土体、含水量、冻土层中粉黏粒含量等因素密切相关。

2.2冻胀季节性冻土区的路基病害以冻胀为主,直接影响到铁路的平顺性,给铁路工程安全带来严重隐患。

影响路基冻胀的主要因素有土质、温度和水分。

黄新文等[2]根据吉珲客运专线路基冻胀变形的监测数据,发现基床排水不畅是引起路基冻胀变形较大的主要因素。

青藏铁路运营以来冻土路基变形特征及其来源探讨

青藏铁路运营以来冻土路基变形特征及其来源探讨
王进 昌 , 孙 志 忠 武 贵 龙 2
( 1 . 青 藏铁 路 公 司 , 青海 西 宁 8 1 0 0 0 6 ; 2 . 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 7 3 0 0 0 0 .
摘 要 : 路 基 变 形 是 路 基稳 定 性 的外 在 表 现形 式 。基 于青 藏 铁 路 多 年 冻 土 区路 基 变 形 与 温 度 监 测 资料 分 析 了铁 路
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自路 基 下 部 因多 年 冻 土 人 为 上 限 下 降 而 引 起 的 高 含 冰 量 冻 土 的 融 沉 变 形 、 融 土 的压 密 变 形 以及 下 部 多 年 冻 土 的 压
缩 基 下 部 多 年 冻 土 与残 余 冻 土 的 压缩 变 形 。 ) 关键词 : 青藏铁路 ; 多年冻土 ; 沉降变形 : 现 场 监 测 中图 分 类 号 : P 3 4 3 . 6
路基 与普 通路基 为 主 。 在 每个 断 面路基 表面 布设 1 2 个 变形 监测 点和 1 个 基 准点 ( 见图 1 ) 每列 变 形点 间距为 2 0 m.变 形监 测点 均使 用钢 钉钉 入路基 表 面
下2 0 c m: 基准 点选择 在路 肩 部位 , 埋深 2 0 m。 利用水
提供依据 . 同时也为变形理论分析提供必要的科学依据。

青藏铁路冻土路基融沉可靠性研究

青藏铁路冻土路基融沉可靠性研究

青藏铁路冻土路基融沉可靠性研究青藏铁路冻土路基融沉可靠性研究引言:青藏铁路是世界上海拔最高、气候条件最恶劣的铁路之一,其中包括了大面积冻土区段。

冻土路基是青藏铁路建设中的一个重要部分,其可靠性对铁路运行的安全和稳定起着至关重要的作用。

然而,由于冻土路基在气候和温度等因素的影响下,易受到融沉和冻胀的影响,导致了一系列的工程问题。

本文将对青藏铁路冻土路基融沉可靠性进行研究,探讨其原因和解决方案。

冻土路基融沉的原因:1. 温度变化:冻土路基主要位于高寒地带,季节性温度变化剧烈,导致冻土层的融化和沉降。

2. 土壤孔隙水含量:冻土层含有大量的孔隙水,一旦融化,水通过孔隙流动,导致土壤体积减小,进而发生沉降。

3. 土壤结构破坏:冻融交替会引起土壤结构的破坏,导致土体体积的变化和蠕变性的发生,进而引起融沉。

影响:1. 钢轨和路基变形:冻土路基的融沉会导致钢轨反曲,影响铁路运行的平稳性,甚至造成事故。

2. 轨道几何:融沉还会改变铁轨的几何形状,影响列车行驶的舒适度和安全性。

3. 信号设备故障:融沉会对铁路信号设备造成冲击,导致信号失灵或误判。

4. 施工难度增加:冻土路基融沉会增加铁路的维护难度和成本。

解决方案:1. 设计阶段:在青藏铁路冻土路基的设计中,应综合考虑冻土层的力学特性和温度条件,采用合理的路基结构和工程方法。

2. 水分控制:通过排水系统,及时控制冻土路基内的孔隙水含量,减少融沉对土壤的影响。

3. 加强监测:对冻土路基进行实时监测,及时发现融沉现象,以便采取措施进行修复或加固。

4. 增加支撑力:在冻土路基上加设支撑结构,如桩基或地下连续墙等,增加路基的稳定性和可靠性。

5. 提高施工质量:在冻土路基的施工过程中,需严格控制土壤的密实度和湿度,以减少融沉的发生。

结论:青藏铁路冻土路基融沉对铁路运行的安全和稳定性具有重要影响,需要采取有效的措施来解决其引起的问题。

通过合理的设计、水分控制、加强监测、增加支撑力和提高施工质量等手段,可提高冻土路基的可靠性,确保青藏铁路的安全运行。

青藏铁路多年冻土路基工程技术研究

青藏铁路多年冻土路基工程技术研究
青藏铁路多年冻土路基 工程技术研究
中铁第一勘察设计院集团有限公司
提纲
一、青藏铁路概况
二、青藏铁路多年冻土区路基工程的特性 三、青藏铁路多年冻土区路基工程技术研究
四、主要研究成果
五、成果的创新性
一、青藏铁路概况
一、青藏铁路概况 连续多年冻土区546.43km。
海拔高程大于4000m地段约960km,最高点为5072m。
1、建立了4个多年冻土区路基工程试验段
北麓河厚层 地下冰地段 清水河高温冻土 细粒土地段
安多深季节 冻土地段
沱沱河融区和多年 冻土过渡地段
风 火 山
昆 仑 山
唐 古 拉 山
风火山和昆仑山隧道试验段
三、青藏铁路多年冻土区路基工程技术研究
2、对4个试验段进行了三年多的现场测试,共 获得约80余万个地温及变形数据
-810
-739 -678 -583 -758
74
54 8 -19 54
注:差值=0.8m厚片石的积温-1.2m厚片石的积温
3)片石护坡保护多年冻土的效果要好于粒径碎石 护坡;片石护坡需人工堆砌,碎石护坡可机械化施工
6.0 4.0 右护道片碎石层下0.7mT-t曲线 片石 碎石
温度/℃
2.0
0.0 -2.0 -4.0 -6.0 -8.0
斜插热棒
深度(m)
2)斜插法能更有效的降低路基中心位置 地面以下地温
-12 -10 -8 -6 -4 -2 温度(℃) 0 0 1
2 -10 -8 -6 -4 -2 0 1 0 温度(℃)
2
2002年寒季 2003年寒季 2004年寒季
3
3 4 5 6 7
右 路 肩 孔
深度(m)

青藏铁路冻土路基变形监测与分析

青藏铁路冻土路基变形监测与分析
2 监测断面选取及测试仪器布设情况
(1)监测断面 针对青藏铁路中的主要保护冻土的路基形式, 选取通风管路基、块石路基、块石护坡路基、保温 材料路基和普通素土路基进行变形和温度分析。 (2)温度监测 考虑青藏铁路沿线地貌单元分布与多年冻土 的年平均地温分区、不同的工程措施布设原则,每 一个断面一般布设 6 个测温孔,路中 1 个、左右路 肩各 1 个、左右坡脚各 1 个、天然孔 1 个。测温孔 深一般要深入冻土天然上限以下 5~10 m。每间隔 0.5 m 布一个温度探头,温度探头采用冻土工程国 家重点实验室自行研制的热敏电阻,测温精度为± 0.05 ℃。数据采集用 Datataker 500 数据采集仪。 (3)变形监测 考虑到路堤本体的工后压缩变形和活动层的融 化变形,一般每一个断面布设 9 个变形监测点,路 基表面 3 个:路中 1 个、左右路肩各 1 个;路基下 (原天然地表)3 个:路中 1 个、左右路肩各 1,以 及相应的冰土原天然上限位置各一个。变形测试用 冻胀板,监测仪器为高精度水准仪。
在多年冻土地区修筑道路工程,不仅改变了路 基下多年冻土的温度状况,而且也改变了地基土的 受力状态。随着冻土路基温度以及受力条件的改变, 必然引起路基的热学和力学稳定性发生变化,从而 导致路基产生沉降变形[3]。道路工程随路面类型及 设计等级的不同,其容许变形量也不相同。当路基 变形超过一定标准时,就会对路面的平整度产生影 响,甚至引起路面发生破坏,从而影响车辆的正常 通行。
稳定,而无任何措施的普通路基目前变形仍未稳定。另外,各种路基左右路肩均存在变形差。基于以上分析可得到一个启示:
在高温、高含冰量冻土地区,由于路基下多年冻土温度升高产生的高温冻土压缩变形而引起的路基沉降变形具有相当大的量
级,很有可能成为冻土路基发生破坏的一个重要原因,工程实践中应给予足够的重视。

青藏铁路施工遇到的困难及解决办法

青藏铁路施工遇到的困难及解决办法

青藏铁路施工遇到的困难及解决办法青藏铁路的建成极大地促进青藏地区经济的发展,加快西部大开发的步伐。

但是,在这条世界上海拔最高的铁路建设工程中,却面临着多年冻土、生态脆弱、高寒缺氧等铁路建设史上的世界性难题,建设者们是怎样解决这三大难题的呢?一、多年冻土青藏铁路铺设在平均海拔4500 米的高原上,由于海拔高,终年气温很低,路基下是多年冻土层,有的地方冻土层厚达20 多米;这些冻土在温暖的季节会融化下降,寒冷的季节则冻结膨胀,这一起一降会严重影响铁路路基的稳定。

而青藏铁路要经过这样的冻土地段长达550 千米,是铁路全长的一半!在工程建设中,对这一地带采用了因地制宜的方法:对相对稳定的冻土地段采取片石通风路基、片石护道、热棒技术、铺设保温板等方法,使路基通风,加快热量散发,降低温度,保持冻土的稳定性。

对于极不稳定的冻土地段则采用“以桥代路”的方法,即以桥梁代替路基。

桥梁工程采用桩基础,每座桥墩下面有四根桩基,每根桩基要深入地下20 米以上,浇筑桥墩的混凝土经过了点和不同的地质条件,采取衬砌防水保温层、泥浆护壁等有效措施,克服了一系列施工难题。

二、生态脆弱青藏高原气候寒冷,昼夜温差大,土层浅薄贫瘠,生态十分脆弱,一旦遭受人为破坏,要恢复几乎不可能。

为此,青藏铁路建设工程首次作出环保和施工同等重要的承诺,并与当地政府签订环保协议;铁路建设工程用于环保方面的投资预计达20 多亿元,占工程总投资的10%左右,环保投资和所占比例如此之大,在国内建设史上尚属首例。

环保意识和行动无处不在:在桩基施工中,工程人员创造性地应用旋挖钻机干法成孔这一新型环保施工工艺,它可以快速成孔,既不会过多干扰多年冻土层,又不会污染环境。

可可西里是国家级自然保护区,铁路穿过这里时,修建了清水河特大桥,这是全线最长的“以桥代路”工程,也是青藏铁路专门为藏羚羊等野生动物迁徒而开辟的通道。

对于在施工过程中不可避免的环境破坏,则采取人工种草和草皮移植的方法,最大限度地恢复植被。

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( !School of Ciuil Eengineering,Sshijiazhuang Rrailway Institute,Shijiazhuang 050043) ( "The Ttunnel Ccompany of the Chinese Fifteenth Rrailway Construction Company,China Rrailway Construction Corporation,Luoyang
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Journal of Engineering Geology 工程地质学报 2006
图 2 青藏线格拉段清水河试验段路基 沉降测试平面示意图
Fig. 2 The pian sketch of the ground temperature measurement points in Oinshuihe zone
l4(6) 李忠等:青藏高原清水河多年冻土区铁路路基沉降变形特征研究
825
l 引言
高原多年冻土是青藏铁路重要工程特征之一, 也是可能引起路基沉降变形等病害的主要根源。一 方面它具有一般土的共性,另一方面它又是一种多 相复杂的体系,被冰所胶结,具有鲜明的物理化学特 性。冻土区的各项工程建筑常常遇到许多由于冻土 中冰的增长与消失而引起的冻胀与融沉现象,导致 建筑物的迅速破坏,造成了巨额的浪费,影响建筑物 的正常使用。
Journal of Engineering Geology 工程地质学报 1004 - 9665 / 2006 / 14(06)-0824-06
青藏高原清水河多年冻土区铁路路基沉降变形特征研 究!
李 忠! 徐文明" 陈明长!
( !石家庄铁道学院土木分院 石家庄 050043) ( "中国铁道建筑总公司第十五工程局隧道公司 洛阳 471000))
厚度 2 ~ 3m 的杂色含土冰层,含砾砂团块包裹体, 冰以厚层状网状产出,具厚层状网状构造,厚层冰中 有气泡,体积含冰率 50% ~ 60% ,为饱冰冻土。岩 芯呈短柱状,融化后有大量水溢出。底层为深灰色 强 - 中等风化的泥岩,块状构造,泥质结构,局部夹 灰绿色页岩及坚硬的泥灰岩。薄层冰发育,局部可 见厚达 l0cm 的厚层地下冰,地下冰层状构造,体积 含冰率 25% ~ 30% ,为富冰冻土,岩芯呈短柱状,融 化后很湿、软化,局部溢出较大量水。
! 收稿日期:2006 - 02 - 16;收到修改稿日期:2006 - 06 - 05. 基金项目:铁道部科技攻关项目“ 青藏线格拉段高温冻土路基沉降变形预测及计算试验研究”资助( 清水河 2001G001 - B - 02 - 01). 第一作者简介:李忠(1971 - ),男,副教授,从事地质灾害超前预报和隧道施工地质学的科研与教学工作. Emaii:i68z1121@ 163. com
SETTLEMENT CHARACTERICS OF OINGHAI - TIBETAN RAIL A EMBANKMENT ON PERMAFROST SUBGRADE IN OINGSHUI RI ER REGION OF TIBET PLATEAU,CHINA
LI Zhong ! XU Wenming " CHEN Mingchang!
2. l. l 观测场地地貌特征 观测试验段位于青藏铁路格拉段昆仑山口—风
火山之间的楚玛尔河高原准平原区,里程为 DKl024 + 900 - DKl025 + 000,平均海拔 4500m。该试验区 处于北纬 32 ~ 36 的( 长)江( 黄)河源多年冻土区 的片状多年冻土带中,平均海拔 4500m,地势开阔平 坦,属 典 型 的 高 原 河 流 相 沉 积 地 貌,植 被 覆 盖 率 l0% ,热融湖塘集中分布,地下水以大气补给的、暖 季分布的冻结层上水为主,水位不稳定,水量较小。 该区属于青藏高原冰雪型气候区,冻结期为 9 月 ~ 次年 4 月,本段年平均气温 - 6. 2C ,极端最高气温 23. lC ,极端最低气温 - 46. lC ,年平均气温较差 27. 8C ;全年的主导风向为西风。太阳辐射强烈,不 同坡向地面受热差别很大,阴面地温比阳面地温平 均低 l. 5C ~ 2. 5C ,冻土厚度阴坡比阳坡大 50 ~ 70m。 2. l. l 观测场地冻土特征
(4 )直 接 读 取 水 平 测 斜 仪 在 DKI024 + 940、 DKI024 + 970 两个断面的读数,通过室内水平测斜 仪的标定参数,计算路基沉降值,定期观测路基的沉 降变化,为了最大限度地消除由于人工测试所带来 的误差,将分别从每一根测试管的两头测试两次,综 合处理所读取的路基沉降数值。
3 路基沉降变形特征分析
图 3 水平测斜仪的工作示意图 Fig. 3 The measuring principie of the siope detector
(2)用普通 6 号铁丝将探头及电缆拉至沉降管 的起始端,然 后 缓 缓 地 拉 动 电 缆,每 等 长 刻 度 线 处 (0. 5m 的倍数)读 数 一 次,直 至 沉 降 管 的 终 止 端。 然后将测斜仪水平掉转 I80 ,从另一端按同样的方 法进行第二次测试,读数。注意每次测试读数都要 把电缆拉紧,位置要拉准确,以防读数不稳。通常采
摘 要 通过埋设在青藏铁路路基中两个断面内的 6 条沉降观测管 3a 来的地基沉降变形资料,研究了高原多年冻土区铁路 路基的沉降变形特征,分析了填筑铁路路基对下伏多年冻土融化变形的影响。研究表明,由于受到填筑路基时赋存在路基填 料内的热量的影响,铁路路基下伏多年冻土上限在施工初期会有一个明显的下移沉降,铁路路基也随之有一个较大幅度的工 后下沉变动,随着时间的推移,路基下降速率会逐渐下降,但在短时间内不会停止下来,而且由于太阳辐射和路基边坡形状的 影响,路基向阳面与背阴面的变形有较大的差别,且在近南北向展布的路基上表现最为明显。 关键词 铁路路基 高原多年冻土 路基沉降 冻土上限 中图分类号:U416. 1 文献标识码:A
图 l l024 + 940 沉降测试断面测点示意图 ( 面向拉萨方向)
Fig. l The section of the ground temperature measurement point at DKl024 + 940
沉降测试点间距 0. 5m
DKl024 + 940 和 DKl024 + 970 两断面的地基 表面、基床底层、路基表面各 3 层水平沉降管 200l 年 l0 月 22 日完成后便开始测试工作,至今已完成 测试 86 次。
2. 2 观测仪器选择、布置与测试 2. 2. l 测斜管埋设
为了保证实验数据的真实可靠,本次试验特选 择了优质 PVC 管和高灵敏度的沉降测斜仪,分别在 DKl024 + 940 和 DKl024 + 970 两断面的地基表面、 基床底层、路基表面各埋设 3 层( 沉降管布置示意 图见图 l、图 2),水平沉降管由每节 4m 的特制 PVC 管组成,管内在水平和竖直方向刻有 4 根导槽。管 与管的连接由套箍和螺丝完成,导槽可精确对准。
(I)多年冻土地区铁路路基的变形虽然也分为 冻胀 - 融沉两部分,但主体上以缓慢沉降为主。
从图 4 可以看出,高原多年冻土路基的沉降变 形随时间变化主要有以下特点:
图 4 多年冻土区铁路路基横向变形随时间变化图 Fig. 4 The change of ground settiement of the raiiway embankment with time
该地 区 年 平 均 地 温 约 - l ~ - l. 5C ,低 于 - 0. 5C ,属于细颗粒土高温不稳定冻土区。冻土主 要为高含冰量衔接型冻土,它的分布明显受到岩性、 含水量的控制。在位于湖相沉积发育、细粒土为主 的一级阶地上,高含冰量冻土为主;而在颗粒较粗的 由冰水扇、洪积扇二、三级阶地及河漫滩上,则以整 体状构造的少冰冻土或多冰冻土为主。
特别是高温冻土地区,由于冻土对于外界的影 响十分敏感,尤其是温度和热量的扰动直接影响冻 土的上限变化,因此详细研究青藏铁路路基修建过 程中及建成后对于天然冻土的影响,分析铁路路基 下伏高原多年冻土的沉降变形特征,对于在高原地 区进一步的科研和施工设计工作均具有重要的实际 意义。
2 现场观测
2. l 观测场地
2. 2. 2 测斜仪沉降测试 (I)将电缆一端接记录仪,一端接探头( 图 3)。
用正反测试的目的是提高精度,可以抵消探头的初 始值和沟槽倾斜偏差等因素所造成的系统误差。
(3 )用 水 准 仪 和 现 场 的 3# 基 准 点( 海 拔 452I. 068m,埋深 I6m)抄平,得到沉降管起始端的 标高,从而根据沉降差可得到各读数点的标高。第 一次测试推算出各点的标高,即为未来测试的基准 标高,即初始标高。
该区上层为松散潮湿的棕黄色的细砂,颗粒成 份以石英、长石为主,砂土质较均匀,土层见冻深度 一般为 l. 9 ~ 2. 5m 之间,冻土上限一般为 2. 5m;中 层为中密浅灰色砾砂,颗粒成份以长石、石英为主, 砾石含量约 50% ,见冻深度一般为 2. 3 ~ 2. 6m 之 间,l. 9 ~ 2. 5m 处于厚层冰;岩芯松软潮湿。下层为
471000)
Abstract This paper examines the settiement characteristics of the embankment of the Oinghai - Tibetan raiiway on the piateau permafrost subgrade in Oingshui region of the Tibet Piateau,China. The settiements were measured using six pipes buried in the embankment for three years during and after the construction of the embankment. The resuits show that the settiements in the piateau permafrost beneath the embankment have four features :(1)the siowness settiement is the principai part of the embankment distortion which consists of the freezing - expanding and the meiting - sinking;(2)Most of the embankment settiement occurred in the piateau permafrost beneath the embankment which has hardiy settiement;(3)the focus of deformation distortion is iocated beneath the shouider of embankment where is exposed to the Sun;(4)the geoiogicai feature of the piateau permafrost beneath the embankment affects the settiement feature of embankment straight. Ke words Permafrost,Raiiway embankment,Ground settiement,Tibet piateau,Fieid experiment
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