多年冻土
高中地理知识点专题练习一冻土、冻融、冻土地貌
高中地理知识点专题练习一冻土、冻融、冻土地貌【点拨高考】冻土地貌三高考常考的地貌类型之一，2019年全国3卷考查了冻土对湿地的影响，2015年全国1卷考查了冻土对青藏铁路建设的影响。
冻土地貌类型多样，其考查日益成为高考热点。
【知识梳理】一、冻土凡处于零度及以下温度，并含有冰的各种土(岩)，统称为冻土。
1.分类：冻土按其时间的长短，可分为季节冻土和多年冻土两类。
季节冻土指冬季冻结、夏季全部融化的土层；多年冻土指冻结持续多年，甚至可达数万年的土层。
多年冻土在地球上主要分布在俄罗斯和加拿大。
我国多年冻土面积主要分布在东北、北部山区、西北高山及青藏高原地区。
多年冻土可分为上下两层，上层为夏融冬冻的活动层，下层为多年冻结层。
2.特征冻土层的温度是随着气温而变化的。
地温变化的幅度以地表为最大，随着深度加大而减小，至某一深度，其值等于零。
这个深度称为地温年变化深度。
3.分布规律①冻土在地球上的分布具有明显的纬度地带性和垂直地带性。
多年冻土区与非多年冻土区之间的界线，在水平方向上称为多年冻土南界(北半球)，在垂直方向上称为多年冻土下界。
随着多年冻土动态变化，南界和下界亦不断发生变化，并且在各种非地带性因素影响下，分界线也往往不是一条直线。
②自极地向低纬度方向，多年冻土分布厚度不断减小。
年平均地温相应升高。
③中低纬度高山高原地区的冻土分布，主要受海拔高程的控制。
一般来说，海拔愈高，厚度愈大，地温愈低。
全球冻土分布图：我国多年冻土分布在东北北部地区、西北高山区及青藏高原地区。
二、冻土主要影响因素多年冻土的厚度虽然受纬度和高度的控制，但在同一纬度和同一高度处的冻土厚度还有差别，这和其他自然地理条件有关。
1、气候的影响大陆性半干旱气候较有利于冻土的形成，而温暖湿润的海洋性气候不利于冻土的发育。
【在欧亚大陆内部的半干旱气候区的冻土南界（北纬47°）比受海洋性气候影响较大的北美冻土南界（北纬52°）要更南一些。
冻土分类与勘察要求冻土地区建筑地基基础设计
冻土分类与勘察要求冻土地区建筑地基基础设计冻土是指在寒冷气候条件下，地下温度长期低于或接近冰点，土壤中的水分形成冻结状态的现象。
冻土地区建筑的地基基础设计需要考虑冻土的特殊性，以确保建筑物的稳定性和安全性。
在进行冻土地区建筑地基基础设计之前，我们首先需要对冻土进行分类，并了解其特点和勘察要求。
冻土可以根据冻结程度进行分类，一般分为以下几种类型：1.常冻土：常冻土是指地温低于0℃的土层，一年中大部分时间都处于冻结状态。
常冻土在地温降低时会失去强度，导致地基沉降和破坏。
2.季节冻土：季节冻土是指在冬季地面以下一定深度的土层，在冬季冻结，夏季解冻。
季节冻土的特点是冻结融化周期性变化，一年中有冻结期和解冻期。
3.多年冻土：多年冻土是指在冻土层存在时间较久的土层，通常在数千年至数百万年之间。
多年冻土的地质年代较古老，冻土层埋藏较深，一般超过30米。
在进行冻土地区建筑地基基础设计之前，需要进行详细的勘察工作，以了解冻土的分布、厚度、稳定性和变形特性。
勘察要求如下：1.地质勘察：包括地质地貌、地质构造、地质地貌、地层的特点和分布等。
通过地质勘察，可以了解冻土分布区域和类型。
2.土质勘察：包括土壤的物理力学性质和工程性质，如含水率、压缩性、强度等。
通过土质勘察，可以了解冻土的稳定性和变形特性。
3.温度勘测：对勘察区域的地温进行连续监测，了解地下温度随时间和深度的变化规律。
4.水文勘察：包括地下水位、地下水流动情况等。
冻土地区由于冰封状态的存在，地下水流动受到限制，需要对地下水位和水流动态进行勘察。
5.冻土力学参数测定：包括冻结点、冻结曲线、剪切强度等。
冻土的力学参数是冻土地区建筑地基基础设计的关键参考数据。
在冻土地区建筑地基基础设计中，需要根据冻土的分类和勘察结果，采取相应的设计措施和工程技术，以确保建筑物的稳定和安全。
这包括使用适当的基础类型（如桩基、浅基等）、合理选择地下结构和建筑物的抗冻措施等。
总之，冻土地区建筑地基基础设计需要充分了解冻土的分类和特点，并通过详细的勘察工作获取必要的信息。
冻土知识点总结
冻土知识点总结冻土是指土壤或岩石中含有冰的土壤或岩石。
在大部分地区，冻土主要分布在高纬度地区和高海拔地区。
冻土对地球的温室气体循环、生态系统和气候变化有显著影响。
本文将从冻土的定义、形成、分类、特点、对气候变化的影响等方面对冻土进行总结。
一、冻土的定义冻土是指土壤或岩石中含有冰的土壤或岩石，常见于高纬度地区和高海拔地区。
冻土的存在与气温、土壤类型、地形和植被等因素有关，是地球表面过程和物质循环的重要组成部分。
二、冻土的形成冻土的形成与地球表面的气温和水分状况有密切关系。
在气温低于0℃的条件下，土壤中的水分或地下水中的水分会凝结成冰，形成冻土。
受地形和植被等因素影响，冻土的形成具有时空变异性。
1. 气温影响气温是影响冻土形成的主要因素。
在气温低于0℃的条件下，土壤中的水分会结成冰，形成冻土。
在高纬度地区和高海拔地区，由于气温低，冻土分布广泛。
2. 土壤类型影响土壤类型也是影响冻土形成的因素之一。
不同类型的土壤对温度的反应不同，有的土壤容易结冻，有的则不容易结冻。
粘土含水量较高，容易形成冻土。
3. 地形和植被影响地形和植被的特点也会影响冻土的形成。
山地、高原和盆地地形容易在低温条件下形成冻土。
植被的覆盖会对土壤温度产生影响，一定程度上调节土壤的冻融过程。
三、冻土的分类冻土按照不同的标准可以分为多个类别。
按照冰的含量和分布情况，冻土可以分为两种类型：季节性冻土和多年冻土。
季节性冻土又可分为浅层季节性冻土和深层季节性冻土。
1. 季节性冻土季节性冻土是指每年在冷季节形成，随着气温升高而融化的冻土。
它分布在地表下0.5米到3.5米之间，受气温的季节变化影响较大，非常脆弱。
2. 多年冻土多年冻土是指在地表下深处大于2米处的冻土层。
多年冻土通常在冬季达到最高的厚度，而在夏季会有所融化，但不会完全消融。
多年冻土对气候变化的响应时间较长，更加稳定。
四、冻土的特点冻土不同于其他类型的土壤，具有独特的特点和特性。
1. 冻土的机械性质冻土的机械性质受冻融循环影响较大。
多年冻土施工方案
多年冻土一、多年冻土区路基施工的主要特点：多年冻土区现存的自然环境和生态环境是地质历史时期的产物，是由古代和近代地质地貌过程和气候条件所决定的。
特点一：在不破坏多年冻土区现存的自然环境和生态环境的前题下，多年冻土是稳定的，但如果多年冻土被破坏，地基多年冻土将产生衰退，甚至融化，路基地基将受到严重影响。
特点二：多年冻土区路基受施工季节影响较大，应尽量减少季节对多年冻土的热干扰。
特点三：水对路基地基影响较普通地区大。
水携带的热量较空气要大得多，水在路基工程附近的聚集，对路基地基多年冻土的热干扰很大，甚至引起多年冻土大量融化。
特点四：多年冻土工程地质条件十分复杂，在不大的范围内，各种工程类型的多年冻土可能均有分布。
特点五：冻结期较长。
特点六：多年冻土区路基工程受不均匀冻胀和热融下沉影响较大。
二、多年冻土区路基施工技术措施：根据多年冻土区路基的特点，总结相关工程施工的经验和教训，对多年冻土路基必须采取相应技术措施。
技术措施一：路基施工中，为减小路基热融下沉，应注意减少填料蓄热对地基多年冻土的影响；路堤较高时，宜分两次填筑；高温多年冻土地段路堤宜在暖季时期填筑。
路堑开挖后，基底换填层下的卵碎石土工作垫层对减少路基冻胀和融沉有重要作用，所以在施工中应认真作好工作垫层。
基于多年冻土区路基工程的特殊性，多年冻土区路基工程必须满足在抗冻胀、抗融沉方面的特殊要求。
技术措施二：多年冻土区路基施工应充分重视多年冻土环境保护和环境保护工程的施工，严格按环保要求组织施工。
为满足环境和路基稳定要求，防止因周围环境的冻土被破坏，致使热融发生扩散而危及路基稳定，且必须由环保部门指定。
施工时尽量采用移挖作填的办法解决填料，充分利用弃碴和路堑挖方。
技术措施三：针对路基不同的施工部位，宜选择合适的施工季节。
高含冰量多年冻土分布地区，路堑开挖将高含冰量多年冻土直接暴露在大气中和阳光下，多年冻土的热状态受到严重干扰，高含冰量冻土的融化，甚至可使施工无法进行，所以高含冰量多年冻土路堑的开挖选择在寒冷季节，暴露的多年冻土不会融化，相反，多年冻土的温度还会下降，有利于多年冻土的稳定。
冻土融化对气候变化的影响
冻土融化对气候变化的影响一、冻土的意义冻土，又称为多年冻土，是指土壤温度低于0摄氏度的土层。
它分布在地球的高纬度和高海拔地区，主要包括极地和高山地带。
冻土是地球生态系统的重要组成部分，对维持地球气候和生物多样性具有重要意义。
二、冻土融化的原因冻土融化的主要原因是全球变暖。
随着温室气体的排放和工业发展的加剧，地球的气温在过去几十年内持续上升。
气温升高导致冰雪融化，进而影响到冻土层。
三、1.温室气体释放冻土内储存了大量的有机质，如植物遗骸和死亡的动物尸体。
当冻土融化时，有机质开始分解，释放出大量的温室气体，如二氧化碳、甲烷和氧化亚氮。
这些气体进一步加剧了温室效应，加速了地球的气候变化。
2.土地沉陷冻土在融化过程中，会导致土壤不稳定，松散。
这样会导致土地沉陷，损害地表建筑物和基础设施的稳定性。
例如，一些城市和村庄建在冻土上，当冻土融化时，这些地方可能面临崩塌和破坏。
3.生态系统变迁冻土是极地和高山生态系统的重要组成部分。
冻土融化会对这些生态系统造成严重影响。
一些特殊的植物和动物物种依赖于冻土环境生存，一旦冻土融化，它们的栖息地将减少或完全消失。
这将导致物种灭绝和生物多样性的减少。
四、应对冻土融化的措施1.减缓全球变暖减少温室气体排放是应对冻土融化的关键。
各国应加强环保意识，减少煤炭和化石燃料的使用，提倡可再生能源的使用，减少机动车辆的数量等，以减缓全球变暖的趋势。
2.保护冻土生态系统加强对冻土生态系统的保护是应对冻土融化的有效途径。
建立和完善自然保护区，限制人类活动对冻土环境的干扰，保护和恢复濒危物种的栖息地，有助于维护冻土生态系统的完整性。
3.开展科学研究深入研究冻土融化的机制和影响，对于更好地了解其对气候变化的影响以及制定相应的对策至关重要。
政府和科研机构应加大对冻土融化相关研究的资金投入和支持，以促进科学的进步和技术的创新。
总结：冻土融化对气候变化具有重要影响。
温室气体的释放、土地沉陷和生态系统变迁是冻土融化的主要效应。
多年冻土地区路基施工要求
多年冻土地区路基施工要求摘要：浅析多年冻土地区路基施工时注意事项和具体要求，以减少路基由于病害产生的不利影响。
关键词：多年冻土路基施工要求施工前应核查沿线冻土分布类型、冻土上下线、冰层上线、地面水、地下水以及有无其他如热融、冰丘、冰锥等不良地质路基地段情况。
施工必须严格遵循保护冻土的原则，使路基施工后仍处于热半稳定状态，路基原则上均采用路堤形式，尤其在厚冰发育地段，并尽可能避免零填或浅挖断面，以免造成严重热融沉陷等病害，弱融沉或不融沉的多年冻土地区，路基施工可按融化原则进行。
路基排水与加固除满足水力和土力条件外，还应考虑由于施工因素如排水系统修筑等引起的热力变化，不导致多年冻层上限的下降。
填方路基施工应满足以下要求：1、排水当路基位于永久冻土的富冰冻土、刨冰冻土或含土冰层地段时，必须保持路基及周围的冻土处于冻结状态，排水系统与路基坡脚应保持足够距离；高含冰量冻土集中路段，严禁坡脚滞水、路测积水，边坡应及时铺填草皮。
在少冰与多冰冻土地段，也应避免施工时破坏土基热流平衡。
排水沟与坡脚距离不应小雨2m；沼泽湿地地段不应小雨8m；饱冰冻土及含土冰层地段，应避免修建排水沟和截水沟，宜修建挡水堰，距坡脚应小于6m，若修建排水沟则不应小于10m。
2、基底填方基底为含冰过多的细粒土且地下冰层不厚，可挖除并用渗水性土回填压实，再填路基。
当基底为排水困难的低洼沼泽地段时，其底部应设置毛细水隔离层，其厚度宜在路堤沉落后至少高出水面0.5m，并在此上铺设反滤层；泥沼地段路基基底生长搭头草时，可利用其做隔温层。
上述地段路堤应预加沉落度，并在修筑路面结构之前，路基沉降基本趋于稳定。
3、路基高度应达到防止翻浆与不超过路基冻胀值要求的最小填土高度，按保持冻结原则施工的路段，应同时满足冻土上限不下降的要求。
4、取土宜设置集中取土场，富冰冻土、饱冰冻土、及含土冰层路段，确需就近解决部分土源时，应在路基坡脚10m以外取土；斜坡地表路堤，取土坑应设在上坡一侧，取土坑深度均不得超过当地多年冻土上限以上土层厚度的80%，坑底应有坡度，积水应有出口，水能及时排除，同时取土坑的外露面，亦宜用草皮铺填。
什么是冻土？它如何形成？
什么是冻土？它如何形成？
冻土是指在地表下一定深度下，土壤或岩石中的水分形成的冰层。
冻
土在地球上广泛存在，并且涵盖了大约25%的陆地面积。
下面我们将
介绍冻土的形成及其影响。
一、冻土的形成和分类
冻土的形成是由于土层中的水在低温环境下凝结成冰，从而使土壤变
得非常坚硬。
常见的冻土类型有：表层冻土、多年冻土和岩石冻土。
表层冻土形成于温带和寒带地区的气温在冬季下降到-5℃以下。
多年冻土指的是在温度较低的地区，土壤中的冰层能够时间久远地保存。
而
岩石冻土主要分布在高山和北极地带。
二、冻土的影响
冻土对生态系统的影响是巨大的。
冻土影响土壤的营养含量以及在土
壤中沉积的植物残渣。
冻土也会影响土壤的排水能力和根系入侵深度。
而且，冻土层的缩减可以带来土地沉降和建筑物的损坏。
长时间的气
温变化和全球气候变暖，都可能导致冻土的融化以及地表下的土质运动。
三、冻土的保护和利用
为了保护和利用冻土资源，需要采用以下方法：首先，科学地利用多年冻土地区的天然资源。
其次，在地表下设置隔热层并恢复冻土上的植被。
同时，需要以合适的方式监控冻土的持续变化，以便有效地保护和利用冻土资源。
总结：
冻土的形成主要是由于土层中的水在低温下凝结成冰的过程。
它对生态系统和人类社会产生了影响，需要采取相应的措施来保护和利用冻土资源。
气候变暖对冰冻土和高寒地区的影响及其保护措施
气候变暖对冰冻土和高寒地区的影响及其保护措施随着全球气候变暖的加剧，冰冻土和高寒地区面临着前所未有的挑战。
本文将探讨气候变暖对这些地区的影响，并提出相应的保护措施。
一、气候变暖对冰冻土的影响冰冻土，又称为多年冻土，是指在永久或长期冻结状态下存在的土壤。
气候变暖对冰冻土的影响主要体现在以下几个方面：1.1 融化速度加快气候变暖导致冻土融化速度加快。
冻土融化会引发土壤沉降、地表塌陷等地质灾害，并对建筑物和基础设施的稳定性造成严重威胁。
1.2 土壤质量下降冻土融化后，土壤中的有机质和养分释放，导致土壤质量下降。
这将对当地的农业生产和生态系统稳定性造成不利影响。
1.3 温室气体释放增加冻土是巨大的有机质储库，其融化会释放大量的温室气体，进一步加剧了气候变暖的速度。
这造成了恶性循环，加速了气候变暖的过程。
二、气候变暖对高寒地区的影响高寒地区是指气温低于摄氏零度的地区，包括阿尔卑斯山脉、南极洲等。
气候变暖对高寒地区的影响主要表现在以下几个方面：2.1 冰雪消融气候变暖导致高寒地区的冰雪消融加速。
冰川融化和冰盖减少不仅影响了地区的自然景观，还会造成河流水位上升、洪水等问题。
2.2 生物多样性损失高寒地区是许多特殊生物的栖息地，包括极地熊、企鹅等。
气候变暖导致冰雪消融，栖息地减少，生物多样性受到威胁，可能导致某些物种的灭绝。
2.3 社会经济影响气候变暖会影响高寒地区的渔业、畜牧业和旅游业等。
冰雪的减少将导致渔业资源的减少，畜牧业和旅游业也将受到冲击，给当地经济带来负面影响。
三、保护措施为了应对气候变暖对冰冻土和高寒地区造成的影响，以下是一些建议的保护措施：3.1 控制温室气体排放减少温室气体的排放是缓解气候变暖的关键。
各国应加强合作，制定并实施有效的气候变化政策，推动清洁能源的发展和利用。
3.2 加强冰冻土保护加强对冰冻土的监测和保护，采取相应措施减缓冻土融化速度，例如建设保护层来隔离高温和氧气，改善土壤质量。
多年冻土
三、阶段成果(一)多年冻土地区公路工程地质区划、分类通过对以往成果和资料的整理、分析，并在试验工程路段(青藏公路整治改建丁碰、黑北公路及新臧公路整治改建工程)进行实验、比对及验证，归纳总结及模拟研究了我国多年冻土地区的地质情况。
根据我国的具体自然地理及气候条件并结合公路工程特点建立了不同层次的区划方案和指标，我国公路工程多年冻土、二级区划见表1。
针对多年冻土的不同厚度和含冰量提出了不同的多年冻土设计原则；中国公路工程冻土分类应考虑多年冻土融化先决条件——冻土温度这一重要因素，公路工程多年冻土综合分类方案见表2。
此外课题还提出了对冻土沉降等级的新划分方法，代替了简单的线形划分或人为划分，使得划分结l粜更适合于冻土路基沉降变形的研究：建立了冻土的模糊信息优化模型、可行的参考模型、沉降变形的时间序列模型。
(二)多年冻土变化对路基的作用机理冻土的热融沉特性是多年冻土地区道路发生破坏的重要影响因素，通过建市不同融沉的计算模型，进行冻土路基变形场及应力场二维数值计算，分析了路基表面的竖向及横向位移分布的规律、路中沿深度万向的竖向位移变化规律及路基表面横向应力分布规律，得出融沉带范围是影响路基应力场及变形场分布的主要因素。
部分时段路基内的变形场和应力场分布规律见图l、图2沥青路面的蓄热作用是高温多年冻土区路基内形成融化夹层的主要原因，经调查青藏公路沿线多年冻土区内有60％的路段路基F冻土表现为不衔接状态，也就是说，沥青路面下出现不能冻结的融化夹层。
融化夹层对路基病害的发生与发展的影响表现为：其一，在相同条件下，融化夹层厚度越大，路基沉降变形就越大：随着融化深度增大，路基的固结沉降变形滞后时间越长。
当融化夹层形成后，人为上限不断地向下发展，需长刚间才能达到相对稳定；其二，路基下融化夹层形成局部的“锅底形”的融化盘，成为聚水盆，大量的地表水渗入和冻结层上水汇入，使盆内长年积水。
地下水参与融化夹层的发展过程，既加速路基下人为上限向下发展，使路基内热平衡状态复杂化，又路基的沉降变形增大，成为路基不稳定的隐患。
气候变暖与冰冻土融化的关系
气候变暖与冰冻土融化的关系 气候变暖是当今全球范围内最为关注的环境问题之一。随着全球气温的上升，冰川融化、海平面上升等变化已经成为现实。然而，我们可能不太了解的是，气候变暖对冰冻土的影响同样重要。在本文中，我们将探讨气候变暖与冰冻土融化之间的关系，并分析其可能的后果。
冰冻土，又被称为多年冻土或冻土层，指的是地下温度在零度以下持续多年的土壤。主要分布在高纬度和高海拔地区，在寒冷的条件下形成了千百年的冻结状态。然而，随着气温的上升，冰冻土开始融化。
气候变暖导致冰冻土融化主要有以下几个原因： 首先，气候变暖导致了大气温度的上升。高纬度和高海拔地区的气温上升尤为明显，从而导致地下的冻结土壤开始融化。
其次，气候变暖引起了更频繁和更强烈的降水。降水渗入地下后在冻土层内结冰，在低温条件下形成冻胀现象。然而，随着气温升高，冻土内部的冰会融化，导致土壤结构的破坏和不稳定性的增加。
第三，气候变暖加速了生物活动和有机物的分解。在冰冻土层下有大量的有机物贮存，这些有机物在低温条件下往往无法被分解。然而，气温上升会加速微生物活动和有机物的分解速度，导致冻土层内的有机物逐渐释放出来。
冰冻土融化带来的问题也是不容忽视的。首先，融化的冰冻土会导致地表下陷。由于冰冻土的存在，土壤的稳定性较强，一旦冰冻土融化，土壤就会失去支撑力，导致地表塌陷。这对于房屋、铁路和其他基础设施建造造成了威胁。
其次，冰冻土融化还会导致土壤侵蚀和土地退化。冰冻土的存在减缓了水分的渗透和土壤的侵蚀，一旦冰冻土融化，水分和泥沙会加速流失，导致土地质量的下降。
此外，冰冻土融化还会释放大量的温室气体，如二氧化碳和甲烷。这会形成一个恶性循环，因为温室气体的释放又加剧了气候变暖，进一步加剧了冰冻土的融化。
为了应对气候变暖和冰冻土融化带来的问题，我们需要采取一系列的措施。首先，全球各国应共同努力减少温室气体的排放，推动可再生能源的发展，减少对化石燃料的依赖。其次，应加强冰冻土的监测和研究，以更好地理解其变化趋势和可能的影响。此外，关注冰冻土区域的生态环境保护也是至关重要的，以减缓冰冻土融化的速度。
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1 / 6 在我国广泛分布着冻土地区,地区路基施工的关键技术是全国公路工程设计、施工及管理的难点,掌握冻土地区路基施工技术及应注意的事项对工程质量的好坏十分重要。作者从的共同特征着手,分别介绍了分布在我国青藏高原、西部高山地区的地区和东北地区的特征以及对公路路基的危害,剖析了地区施工的注意事项,对实际施工具有较好的参考价值。
我国国土幅员辽阔,地质构造非常复杂,受到自然环境和气候条件等因素以及人类社会活动的影响,更加剧了地质环境的复杂性,所以造成我国在特殊工程地质地区的路基工程中出现的问题很多。我国的西部分布着广泛的冻土地区,多年冻土地区路基施工的关键技术是全国公路工程设计、施工及管理的难点,掌握冻土地区路基施工技术及应注意的事项对工程质量的好坏十分重要。我们可以看到,随着国家西部大开发战略的实施,对我国
西部公路建设起到了很大的促进作用,同时对西部的公路工程的建设提出了更新、更高的要求。在西部大开发战略实施十周年之际,我国西部的基础设施建设有了较大的发展和改善,我们必须努力加快建设步伐,积极构建相关功能配套、安全高效的现代化基础设施,为国家的现代化建设开辟更广阔的空间。
一、我国多年冻土地区的主要分布及特征 (一)多年冻土地区的主要分布 我国多年冻土分布集中的地区是青藏高原,以及西部的天山和东北大、小兴安岭等地区,占全国总面积的22%左右。
在这些地区,地基土的冻结现象等地质作用给公路的整体建设造成较大的影响,特别是其造成的严重危害,已越来越引起人们的高度重视。通过长期的施工实践与研究,人们渐渐认识了冻土的技术特征与融化的变化规律,根据它们在技术上具有
的特征,在工程应用领域也针对性的制订出相应了规范和技术规定,这对整个公路工程的前期勘察设计、现场施工和科学化管理都非常重要。
(二)多年冻土地区的特征 2 / 6
多年冻土是指呈冻结状态且持续多年不融的冻土。其上部接近地表部分,往往受季节性影响,冬天冻结,夏天融化,冬冻夏融的部分称为季节融冻层。多年冻土的上部界限,为多年冻土上限,简称上限;下部界限,为多年冻土的下限,简称下限。在天然条件下形成的上限,为天然上限;经过人为活动形成的新上限,称为人为上限。
1.青藏高原及西部高山地区的多年冻土地区的特征 青藏高原冻土面积约占我国冻土总面积的70%。高海拔、严寒干燥的气候条件,为多年冻土的形成和发育形成有利的条件。由于受到高海拔的影响,多年冻土的分布具有强烈的垂直分带性,但纬度分带性也同时起着重要作用。西部的天
山等山地的多年冻土分布具有明显的垂直分带性,同时也具有水平分布的不完整性和径向差异性。
2.我国东北多年冻土地区的特征我国东北部的大、小兴安岭,属于高纬度大陆性气候,受西伯利亚的寒流、蒙古高压气流的控制,而小兴安岭阻碍了海洋气候对该地区的影响,为多年冻土的存在提供了条件。东北多年冻土地区的分布及厚度,明显受纬度地带性控制,自北向南多年冻土由连续分布演变为岛状分布,厚度也渐渐变薄。随着由南向北随纬度增高,冻土层厚度逐渐增大,地温也逐渐降低。
二、多年冻土对公路路基产生的危害 (一)冻胀路基。在季节融冻层中,如含水量超过一定限值,土中的水份冻结时,公路路基就会发生一定程度的冻胀。
(二)热融滑坍。由于重力或人为的活 动,造成有厚层地下冰分布的斜坡的热平衡状态被打破,地表的土体在重力作用下,沿融冻界面呈牵引式位移而形成滑坍,这就是热融滑坍。它主要是因为地表土体的冻结和融化作用所产生。
(三)融化下沉。公路路基基底土层分为富冰、饱冰冻土及含土冰层,由于地表水渗入后的热交换过程和因保温层厚度不够,以及路基土本身的压力以及行车荷载振动的作用等,使路基基底一定范围内的原地表和原始多年冻土上限发生相应下沉及下降变化,形成了路基基底融化,导致路基基底下沉;当修筑公路路基改变 3 / 6
了水的径流条件时,且排水措施不当而造成积水,水体的热作用也会使地下冰融化而导致融沉。
三、多年冻土地区路基施工应注意的事项 在多年冻土地区进行路基施工前,应查明沿线多年冻土的分布、类型、冻土 层上限及水文地质等情况,对冻土沼泽、冰丘、冰锥、热融湖(塘)地段应详细调查其范围、规模、发生原因及发展趋势等,还要了解当地气候变化特点,对多年冻土地区冻土层的影响。
多年冻土地区施工的准备工作十分重要,在开工前应详细核对设计文件,搜集施工地段的多年冻土工程地质、水文地质资料,了解多年冻土层的岩性成份、工程类别、季节融化层以及地表植被覆盖情况等。施工组织人员应组织沿线施工调查,为编制施工组织设计收集有关资料,重点调查收集沿线地形、地貌、地表水体分布;通车要求、经济效益、气候、材料物资供应、施工单位施工组织能力、机械设备情况;多年冻土类型及分布和温度特点;各种不良冻土现象的发生及拟采取的工程措施;以及交通、通讯、既有工程等各项修建临时工程的条件等情况,认真审检施工单位施工准备工作的充分性和可靠性。
(一)施工季节选择的注意事项 施工季节按气温可分为寒冻季节和融化季节。施工中应结合具体情况,合理安排施工时间和正确选择施工方法,以防止在施工中造成病害和影响正常施工。
1.寒冻季节施工时的注意事项 当气温在零度以下时,施工作业困难,且工作时间短、效率低。一般应以砂卵石及碎块石等粗颗粒土填筑的路堤在融化季节到来时变形较小,而黏性土等细粒土变形很大。所以以砂卵石及碎块石等粗颗粒土适用于寒冻季节路基施工。
2.融化季节施工时的注意事项 当气温升高,天气转暖时,冻土也开始融化变松软,施工机械便于操作,施工效率较高。融化季节施工,填土蓄热初期对冻土有影响。填料放热,其底冻土吸热,产生热交换作用,促使上部冻土融化,这时路堤基底压缩及上部冻土热融正常的总沉 4 / 6
陷量较冬季施工时在相同条件下要大。因此在施工中应充分考虑增加的沉落土方量,并预留路肩加宽,以免路堤下沉后路肩宽度不足。
(二)取土原则及填料选择的注意事项 多年冻土地区的路基施工中取土应按照因地制宜、应近取土的原则。根据土方工程量的大小、施工机械配备及运输条件以及当地地质的地质情况综合考虑是集中取土还是分散取土。在实际施工中,一般应尽量选择在融化区或上限埋藏较深不含冻结层上水的地段取土。需要说明的是,以粗粒土作填料,施工季节的适应性较强,不受限制;以细粒土作为填料宜在春融后进行。填土质量及压实标准均应符合有关规定。
(三)建立临时排水系统应注意的事项 水对公路设施的影响很大,在施工期间由于排水不畅,会造成开挖的路基施工面存有积水,影响施工设备的正常操作,当填筑层积水或含水量过大时,造成填筑层施工碾压不密实而造成施工效率降低,施工质量下降。路基施工中重点注意要先做好临时排水设施,以防雨季地表水对
路基坡脚和边坡的浸泡、渗透及冲刷,造成融化下沉和堑坡溜坍等危害。建立排水系统必须保持路基及周围的冻土处于冻结状态,排水系统与路基坡脚应保持足够距离;高含冰量冻土集中路段,严禁坡脚滞水、路侧积水,边坡应及时铺填草皮。
排水系统应尽早安排施工并随路基主体工程完成而结束。 (四)挡土墙施工应注意的事项 在暖季开挖挡墙基坑时应注意,基坑暴露时间不宜过长,并使基坑内不存有积水,基坑开挖后如发现基础全部或部分设在冰或含土冰层上,应立即修改设计,调整基础埋置深度;在施工砂砾垫层时,必须将积雪、融化的雪水和松软湿土彻底清除,以减少水的潜热。
(五)渗水盲沟施工应注意的事项渗水盲沟宜在春融到雨季前施工,这样可以减少冬季施工时的排水困难,且能避免雨季施工时有可能产生的坍塌问题。这也要求做好严密的施工组织设计,各工序应组织严密,积极协调,尽快施工, 5 / 6
切忌工期拖延,使基坑长期暴露,严重影响堑坡等的稳定。在冬季施工中,还要注意保住基坑内的积水要及时排除,防止冻结,增加工作量。
(六)修筑公路路基应符合的基本要求 1.在自然环境允许的条件下,大量采用机械化施工设备进行路基施工,运用科学的施工方法争取在施工的有利季节施工,努力保证施工质量,在保证工程质量的前提下,尽量加快施工进度。
2.在水文不良的路段的路基底部,应特别注意地下水的活动变化,防止危及路基,可填以一定的砂砾层,并注意砂砾层所采用的规格和质量是否符合设计要求,以保证施工质量;在路堑排水不良路段,以深边沟、渗沟等采用拦、截、排等措施,防止水对路基土的渗浸;所有弃土不能对排水产生阻塞,并做好临时排水和永久排水措施,以保证排水通畅。
3.路基填土应选用水稳性及冻稳性均较好的填料填筑,并宜采用集中取土方 式。压实检查应采用重型击实标准,压实的目的是使土基达到或接近最大实心实密实度,土基的压实程度对路基的强度和稳定性影响极大,实践证明,多年冻土地区的土基的压实中路基施工中极其重要的重要环节,要把土基压实看成是保证路基质量的关键所在。
4.路基应采用路堤形式,以尽可能避免浅挖断面,采用路堤形式的路基,它的强度和稳定性可以尽可能的保证公路基层的稳定。作为施工单位,一定要对路堤基底、填料和压实密度(填料虚铺厚度、压实厚度、压实遍数以及压实密度等)严格按照设计规范施工,以免造成冻土上限下降,引起路基的融沉变形。
5.路基施工应注意生态环境的保护,多年冻土地区的生态环境都极其脆弱,这就要求在路基施工过程中,为了不破坏生态环境,在不允许大量采用机械化施工设备进行路基施工的地域,一定要按照要求施工,切实加强生态环境的保护工作,做到工程建设与环境保护相互促进,相辅相
成,全面维持好生态环境。 在多年冻土地区路基工程施工中,施工技术人员要根据实际工程的要求来加强实践,进一步深入学习、掌握科技新工艺,要立足每一道施工工序,并优选施工季