青藏直流输电工程粗粒冻土地基温度监测与分析

为分析青藏直流输电线路工程冻土地基的冻结情况及其对基础安全稳定性的影响,在青藏高原五道梁地区对装配式原型基础冻土地基进行1个冻融过程的地温监测,结合该地区气温资料,分析粗粒冻土地温随时间变化特点和沿深度分布情况。监测结果显示：地温呈周期性波动,振幅随深度增加而减小,原状和回填冻土地基上部均存在冻融状态交替的冻融活动层;监测期内基础底部冻土处于冻结状态,基础安全稳定;原状和回填冻土最大融化深度分别为3.0和3.2 m,通过建立地温估算公式,并利用地温变化幅值、均值等结果,得到原状多年冻土上限为3.1 m,与工程勘测和监测结果一致;建立冬季时高孔隙率回填冻土地基传热方程,分析地基传热性能和与孔隙率直接相关的地基中空气自然对流速度对地基回冻的影响。研究表明：冻土回填扰动加剧地温波动的振幅和增大冻土融化深度,但影响程度和范围有限;输电线路冻土装配式基础冬季施工,在冻融活动层深度内保持地基适当孔隙率,既可在冬季加速地基回冻,又可利用土体自然固结和融沉,提高压实度,从而在暖季减弱热量向地基深部扩散,有利于地基保持冻结。     

发卡式热棒—隔热层复合路基在多年冻土区应用研究

基于已有单一路基调控措施作用效果分析,提出发卡式热棒一隔热层复合路基调控工程措施,对复合调控措施作用机理、发卡式热棒结构设计、复合调控措施路基结构设计等进行了探讨,介绍了复合调控工程措施实体试验工程监测方案、施工过程及施工质量控制要点.观测数据表明,复合路基调控工程措施能使隔热层有较大热阻,减少路基体暖季吸热,热棒冷季能主动对流换热冷却路基的各自积极因素进行综合利用,在降低路基温度场方面效果明显,起到全年减少路基体吸热的积极作用,有利于保持多年冻土路基稳定.     

天然气水合物钻井泥浆冷却系统的设计及现场应用

从天然气水合物赋存的温压条件入手,说明了制冷泥浆的重要性。介绍了天然气水合物钻井泥浆冷却系统的结构组成、工作原理及设计过程。进而阐述了该套系统在中国冻土区天然气水合物科学钻探施工中的应用情况。试验证明:该套系统完全达到了设计要求,并首次成功地在青藏高原木里盆地永冻区钻获天然气水合物样品。     

永冻土层灌注桩基础施工技术

首次在玉树与青海主网330kV联网工程冻土地段大规模采用灌注桩,由于无施工经验,青海送变电工程公司施工技术人员经过多次探讨和试验,结合青藏高原高寒、缺氧、高海拔等恶劣自然环境条件,选择旋挖钻机与内外护筒相结合的施工技术,避免产生各种污染,保护青藏高原脆弱的生态环境,并按期完成了施工任务。     

多年冻土砂金矿分层剥离自然解冻法解冻周期确定

多年冻土砂金矿的开采,解冻是关键,而解冻周期的确定是砂金开采的重要课题之一,我国普遍采用分层剥离自然解冻法解冻矿体,但对其解冻周期的确定研究尚不完善,一般采用经验法确定解冻周期,采用这一方法缺少科学依据,文中推荐采用斯蒂苏公式计算解冻周期并结合实例说明如何应用这一公式确定解冻周期。     

高海拔多年冻土区基础工程主要工程问题及对策

青藏直流联网工程是目前世界上最高海拔、高寒地区建设的最大规模的输电工程,工程挑战了沿线海拔最高、穿越多年冻土区距离最长“两个世界之最”。由于高原多年冻土具有热稳定性差、地下冰含量丰富、对气候变暖反应极敏感以及水热活动强烈等特性,冻土基础施工面临很多难题,包括冻土基础选型与设计问题、施工过程中多年冻土的保护问题和冻土基础的长期稳定问题等。在研究多年冻土区工程地质条件和主要工程地质问题的基础上,对多年冻土区杆塔基础的主要工程问题进行了系统分析,介绍了工程建设过程中针对这些问题所采取的主要对策。     

高原冻土区富水场地地基处理措施对比研究

高原冻土区地质条件复杂,冻土地基的差异性冻胀和融沉变形威胁着工程的长期稳定性和服役性能。为满足工程基础的工后沉降与沉降差要求,同时减少对下部冻土的扰动,以多年冻融区过渡段某富水场地为例,开展地基处理现场试验,对比块石抛填和块石抛填+换填两种地基处理施工方案。结果表明,针对包括淤泥质泥岩、粉砂质土、中粗砂、冻融区过渡带四种工程地质条件,采用块石抛填方案均出现翻浆、冒泥等现象,无法碾压达成地基处理要求,而采用块石抛填+换填处理方案,经8～10遍碾压后,压实度均能达到要求。     

考虑桩-土相互作用的多年冻土区多跨简支梁桥地震响应分析

为分析青藏铁路多年冻土区多跨简支梁桥地震响应情况,建立了一座10×32m箱形多跨简支梁桥三维全桥模型,以等效基础弹簧考虑桩-土相互作用;以具有初始间隙的并联弹簧-阻尼单元模拟伸缩缝两端结构的碰撞,研究了冻土融化深度、行波效应及碰撞效应对多跨简支桥梁结构地震响应的影响。结果表明：随着融土下限加深,等效基础弹簧刚度明显减小,在强地震动作用下,桥梁结构易发生落梁、桥墩倾覆等震害;当相邻碰撞体的相向位移超过伸缩缝宽度时两者发生碰撞,碰撞次数及碰撞力随地震动视波速及行进距离不同而不同,在行波波速较低且行进距离较小时碰撞效果明显,对桥梁地震响应影响较大,极易导致落梁;此外桥台对结构地震响应亦有显著影响。在对多年冻土区多跨简支梁桥抗震性能进行评估时,应特别重视夏季地震动低速行波时可能发生的震害。     

祁连山冻土区天然气水合物中轻烃分析方法及应用

通过自行研发的一套真空密闭加热脱附以及冷柱头零压力进样装置,对采集到的顶空气样进行轻烃在线分析,实现了天然气水合物轻烃C₅-C₇化合物的有效检测。根据Kováts保留指数等前人研究成果,对祁连山木里煤田聚乎更矿区天然气水合物轻烃中C₅-C₇共27个单体化合物进行了定性分析,对该区天然气水合物的轻烃地球化学进行研究。利用甲基环己烷指数对该区天然气水合物成因类型进行划分,揭示木里冻土区天然气水合物气体有2种成因3种类型,其中以混合型为主,并伴有少部分的油型气和煤型气。     

青藏高原铁路多年冻土路堤的碎石层高度

分析表明路堤尺寸、形状和边界形式对碎石路堤自然对流效应的发生有显著影响,需要根据具体工程要求来确定路堤的压力边界条件.对4种压力边界情况的碎石路堤自然对流进行了数值计算,显示透气边界的碎石路堤自然对流降温效应为最强.最后,通过引入自然对流指数,提出了实际冻土路堤碎石层填筑高度的确定方法,具体给出了粒径为2cm~4cm、4cm~6cm、6cm~8cm和8cm~10cm的碎石层填筑高度,并对粒径为6cm~8cm的碎石层填筑高度进行了实验验证,结果表明,通过自然对流指数所确定的碎石层高度对实际冻土路堤工程的设计具有参考价值.