青藏铁路清水河试验段路基裂缝初步分析

经过一个冻融循环,青藏铁路清水河试验段出现了较多裂缝.不同工程措施的路基产生不同数量的裂缝.通过清水河试验段路基裂缝的详细调查资料,分析了裂缝产生的原因,并对裂缝进行了分类.同时分析了不同工程措施的路基裂缝产生情况.     

浅谈片石通风路堤在多年冻土地区路基中的应用

青藏铁路多半通过多年冻土地区,本文就片石通风路堤在多年冻土地区路基中的应用作了简要介绍,目的在于总结和探讨高原冻土区路基施工的经验。     

青藏铁路片石气冷护坡措施实体工程试验研究

为解决在高温、高含冰量冻上地段修筑铁路工程后的路基稳定性技术难题，在路基工程的设计中采用主动保护多年冻上的措施——片石气冷护坡，通过调控路基下地温场以阻止或减少由于多年冻上地基融化下沉而引起的路基变形。在青藏铁路清水河高温冻上细粒土段进行片石气冷护坡路堤和普通路堤实体工程对比试验，基于3个测试断面、2个冻融循环的地温和变形监测资料，对比分析片石气冷护坡措施路堤与普通路堤体内和基底的地温、积温、温度场中最大融化深度的变化情况及路堤的变形特征。分析结果表明，采用片石气冷护坡措施的路堤，与普通路堤相比，降温效果明显，负积温量值大，最大融化深度抬升幅度也较大，沉降量小。因此，片石气冷护坡能够有效发挥降低地温、保护多年冻土的作用，是一种施作方便、适用条件较广泛的主动保护多年冻土措施。     

青藏铁路北麓河试验段块石路基与普通路基的地温特征

基于青藏铁路北麓河试验段块石路基与普通路基3个完整冻融循环周期内的地温数据,对比分析了两种路基下原天然地面处与原冻土天然上限处的地温变化过程以及路基不同部位下部土体的地温年际间变化过程。试验结果表明:块石路基下降温趋势明显且低于普通路基,原天然地面处低0.4～0.9℃,原天然冻土上限处低0.3～0.6℃。块石路基下部土体降温范围与降温幅度均大于普通路基,块石路基右路肩下部土体降温范围大于普通路基3 m,块石路基中心下部土体降温范围大于普通路基2 m。块石路基下部土体通过块石层与外界气体发生热交换强度不一致,右路肩下部最强,路基中心下部次之,左路肩下部最弱。     

青藏铁路多年冻土区润湿地段斜坡路基温度与变形分析

 为研究青藏铁路高温高含冰量斜坡润湿地段路基稳定性,在青藏铁路K1139+940处开展地温、变形监测,分析路基地温、变形特征,建立温度、水分与变形耦合方程,预测斜坡水分运移对路基温度和变形的影响。结果表明：(1) 斜坡路基阴阳坡效应明显,阳坡年平均温度比阴坡高2.5 ℃以上;(2) 路基运营初期,左路肩下冻土上限下降、地表升温,而右路肩下上限抬升、温度降低,温度场的横向非对称分布导致明显的路基横向变形差异;(3) 活动层水分渗流对路基阳坡下部温度和变形影响最明显,路基中心次之,阴坡最小,水分渗流加速了路基的升温和变形过程、加剧了路基温度场和变形的非对称分布;(4) 斜坡路基运行50 a后,斜坡路基下部含土冰层全部融化、路面最大横向变形差异达到18 cm。对于含水量较高的斜坡地段,水分渗流对温度场和变形的影响不可忽略。     

浆砌片石墩台裂缝分析研究

浆砌片石墩台在使用过程中经常出现开裂、倾斜以及局部凸鼓等病害,本文针对浆砌片石墩台裂缝形成原因、测试方式以及浮力对裂缝的影响进行探讨,为此类结构提供一些参考。     

青藏高原铁路路基倾填片石护坡试验研究

以青藏铁路清水河倾填片石护坡试验路基为研究对象,探讨了施工前后和变更设计前后试验路基各断面的地温场变化状况和演化规律,根据试验原理和施工过程,总结了用车辆倾填和人工堆砌两种施工工艺的优缺点,并推荐了最优施工工艺,以供类似工程参考。     

青藏铁路岩盐路基填筑施工技术

青藏铁路地处青藏高原东北部,沿途气候差异大、地质条件复杂.通过对青藏铁路察尔汗盐湖地区路基工程的施工监理,针对该地区岩盐路基填料的施工工艺、技术标准、质量检测方式等进行多次试验,以及工后对路基进行沉降观测,验证了岩盐路基的稳定性,总结出一套施工简便、安全可靠、效益良好的施工工法,工程质量得到有效保证.     

青藏铁路北麓河试验段通风管路基工程效果初步分析

针对青藏铁路北麓河试验段通风管路基结构的工程效果,基于试验路基在第一个冻融循环周期内的温度监测资料,初步分析了路基温度的发展与温度场分布特征,并对通风管铺设位置、高度等的影响进行了初步分析.结果表明,通风管在路基具有保护多年冻土的作用,同时,管径较大的通风管工程效果相对较好,通风管埋设位置低的路基工程效果要优于通风管埋设位置高的路基.     

青藏铁路多年冻土区碎石护坡与片石护道路基冷却效果对比分析

碎石护坡和片石护道都是积极主动保护多年冻土路基的工程措施。左(阳坡)、右(阴坡)路肩不同深度年平均地温呈现逐年降低的趋势,路基体中冷储量不断增加。同时,冻土上限呈现逐年抬升的趋势。两种工程措施各有利弊:与碎石护坡路基左路肩土体对比,片石护道路基左路肩上半部土体年平均地温略高,热稳定性偏低,冻土上限偏低;下半部土体年平均地温略低,冷储量偏多,热稳定性偏高。与碎石护坡路基右路肩对比,片石护道路基右路肩土体年平均地温偏低,热稳定性偏高。     

多年冻土区铁路保温路基变形特征研究

冻土具有极为特殊的工程地质性质,修建其上的路基将不可避免地发生变形,甚至是破坏。为保证道路畅通,冻土路基在满足热稳定性要求的同时,道路路基的变形也必须满足设计规范要求。基于青藏铁路北麓河保温路基的地温、变形监测资料,分析路基地温、变形特征及其相互关系。研究结果表明,冻土路基的变形和其下地温场状况密切相关,地温场状况及其变化控制和决定着冻土路基变形场的状况。多年冻土地温升高产生的冻土压缩变形是导致保温路基持续较大变形的主要原因之一,在冻土路基变形研究中不可忽略。而冻土融化产生的变形是冻土路基变形的主要因素。基于实际监测数据分析结果,考虑到温度对多年冻土地区土体力学性质的强烈决定作用,建立冻土路基热弹塑性融沉压缩本构模型,进行温度场和变形场的单向耦合分析。计算结果表明,当该地区年平均温度较低、在路基高度较小的情况下,铁路保温路基的变形较小。相反,在该地区年平均温度较高,路基高度也较大的情况下,冻土路基的变形较大,这也和监测结果相符合。     

基于遮阳理论冻土区路基及周边冻土表面辐射分析

 冻土区路基各表面间太阳辐射的差异引起路基发生横向非均匀变形。目前所采用的基于太阳入射角的分析方法,未能充分考虑到冻土区高路基遮阳效应对周边冻土的影响,特别是在对路基坡脚附近冻土分析时与实际工况存在很大的偏差。基于太阳辐射强度和路基影子轨迹随时间的变化规律,提出利用遮阳理论分析路基表面太阳辐射的分析方法。通过对比K. Y. Kondratyev关于倾斜面接收太阳辐射的描述和工程实测数据,验证遮阳理论分析方法的正确性。基于遮阳理论提出直射率概念,并获得路基表面温度计算的经验方程。分析表明,冻土区路基各表面的太阳辐射之间存在明显的差异,其差异性与路基走向、坡度等影响因素密切相关。对于坡度较大的高路基,路基的遮阳效应也会引起路基周边冻土表面出现明显的非均匀太阳辐射,表现为越靠近路基坡脚辐射量越小,阴坡坡脚处辐射量小于阳坡坡脚处辐射量,这种太阳辐射的非均匀分布在路基的稳定性分析中应予以考虑。     

多年冻土区铁路路基阴阳坡面热状况差异分析

对于多年冻土地区的工程建设而言,人类活动所诱发的局部多年冻土环境的改变远甚于气候变暖的效应。整体而言,路基阳面的沉降变形普遍大于路基阴面,预示着阳面多年冻土的融化更为剧烈。基于青藏铁路北麓河试验场的现场监测资料,分析了路基阴阳坡面热状况的差异。结果表明,路基阳坡面年平均温度比路基阴坡面可以高出3℃以上,冬季路基阳坡面温度较高对阳坡面整体高温贡献较大。路基阴阳坡面、路基顶面的温度年较差均比天然地表高,预示着路基填土表面地气热交换周转量比天然地表大。路基阴阳坡面热状况的差异会导致路基下伏土层温度场的不对称性,由此可能引起路基横向的不均匀变形。     

高填方路堤粘弹性参数反演与工后沉降预测分析

路面的工后沉降问题是高填方路堤工程的主要问题之一。用广义Kelvin模型来表征填筑体的本构关系，在现场沉降监测资料的基础上，运用三维有限元正交数值试验、回归分析和优化相结合的方法，反演了计算模型的材料参数，并在此基础上对高填方路堤的丁后沉降作出预测，得到了较高的计算精度，并和实际监测结果比较．致。本文的方法可为今后高填方路堤的工后沉降计算提供参考。     

退化性多年冻土地区公路路基地温和变形规律

 青藏高原多年冻土地区公路路基地温、变形监测资料表明,在工程活动和气候变暖双重作用下,路基下多年冻土普遍存在着上限下降和地温升高等特征退化,从而产生了以融沉为主的公路路基病害。基于青藏公路唐南段和青康公路K369段路基地温和变形的现场监测资料,总结退化性多年冻土地区路基的两类典型变形——横向不均匀变形和横向均匀变形规律,并分析路基地温、变形特征及其相互关系。结果表明,多年冻土地区路基的稳定性,最终取决于路基下伏冻土的地温变化和含冰量状况,其温度状况和路基路面的变形紧密相关。对于横向不均匀变形路基,多年冻土地区路基温度场的不对称性导致路基下多年冻土人为上限在路基下差异巨大,土层冻融状态的不对称最终引发路面变形在横向上的差异。退化性多年冻土区横向变形不均匀路基全年以沉降变形为主,且左、右沉降量差异较大,易于诱发纵向裂缝病害。对于横向变形均匀路基,退化性多年冻土地区公路路基变形以下沉变形为主,绝大部分路段没有明显的冻胀变形过程或冻胀变形很小,基本表现为年际的均匀沉降变形。横向变形均匀路基横向上变形比较均匀,年变形量相差不大,路基变形对路基稳定性和路面的影响较小。由于沿路基走向工程地质条件的差异,可能会形成局部沉降或波浪沉降变形病害。     

桩承式加筋路堤受力机理及沉降分析

作为一种经济、有效的软土地基处理方法,桩承式加筋路堤在国内外已开始使用。把单桩处理区域及上部路堤等效为圆桩体,采用弹塑性有限元法分析了瞬时加载后地基中超静孔隙水压力的分布特征及消散过程,研究了加筋格栅的受力和路堤的沉降特性等,分析了桩长、桩间距及桩托板大小对桩体荷载分担比和路堤沉降的影响。研究结果表明,打桩后桩体所受荷载向下传递,地基中的初始最大孔隙水压力出现在桩端以下土层。打穿软土层情况下,路堤的沉降量决定于浅部桩间土的压缩,而未打穿情况下,路堤的沉降量决定于桩端以下软土层的压缩。桩长是控制路堤沉降的最主要因素,其次是桩间距和桩托板尺寸。最后对一个工程实例进行了分析。     

路堤饱和软土地基初始孔压分布及沉降分析

变形和稳定性问题是岩土工程中需要解决的两个主要问题，尤其是在软土地基上修建公路，这两个问题就更加突出。从工程实用角度出发，将饱和软土地基视为Biot介质，假定路堤荷载瞬时施加，求得了地基中初始超静孔隙水压力的分布，以及有效应力的分布，进一步求得瞬时沉降和固结沉降。分析了压缩层厚度和土骨架泊松比对瞬时沉降和固结沉降的影响，为施工前填土方量计算、填筑结束后地基超静孔隙水压力分布和沉降计算提供了依据，其计算表达式简洁，便于工程应用。最后对一个工程实例进行了分析。     

浙沪软土地区摩擦群桩的沉降分析与控制

针对浙沪软土地区常用的预制摩擦群桩，从群桩荷载传递机理及破坏模式、桩位布置、试桩荷载沉降曲线、固结及施工影响等方面，分析影响群桩沉降的诸因素。据此，归纳提出控制沉降的原则。     

差异沉降条件下黄土拓宽路基协调机制模型试验研究

以黄土地区高速公路拓宽工程为研究背景,借助大型地基沉降模拟试验平台,实现拓宽路基荷载下地基沉降变形的人为模拟,开展几何相似比为1∶1的足尺模型试验,建立路基内部土体及加筋材料变形监测系统,分析新老地基差异沉降条件下路基内部土体及加筋体的响应机制。试验结果表明：拓宽路基荷载作用下,随着地基差异沉降的增加,路基内部土体是一个不断变形协调过程,当地基差异沉降S达到9 cm时,路基与路面结构层出现脱空;新老路基拼接段铺设土工材料能使松散土体形成板结复合体,土工材料能够增强新老路基的整体稳定性和力学特性,土体填料更容易形成自拱效应;土工格栅能一定程度上消解新老路基间的差异沉降。随着新老地基差异沉降的增加,土体内部筋材受力不均匀且筋材内部相应产生了交替拉压应变,应变整体呈现增加的趋势,当新老地基差异沉降达到16 cm时,土工格栅拉压应变趋于稳定,土工格栅拉伸或压缩极限变化量仅为2 mm,远小于土工格栅破坏极限。     

多年冻土区公路路基阴阳坡温度及变形差异分析

 基于青康公路阴阳坡效应显著路段——K369路段路基的地温、变形监测资料,研究路堤内阴阳坡温度场差异及其对冻土路堤变形以及路堤稳定性的影响,分析路基地温、变形特征及其相互关系。研究结果表明：(1) 冻土路基在横断面上的差异沉降变形和其下地温场分布的不对称状况密切相关,地温场状况及其变化控制和决定着冻土路基变形场的状况;(2) 坡向不同而引起的太阳辐射差异是造成阴阳坡热交换不对称的根本原因,也是造成路基横向差异沉降的根本原因;(3) 路基变形的发展较地温的发展有一个相对滞后的响应,这决定了路基最大沉降并不是发生在最大融化深度的时间。对有差异沉降的路基来说,阴阳坡两侧路基发生最大沉降的时间也不一致,阳坡一侧达到最大沉降的时间要滞后于阴坡。这种差异变形会随着时间加剧,最终导致路基纵向裂缝的发育进而严重影响路基的稳定性。