多年冻土区L型支挡结构的土压力修正模型

结合青藏铁路格拉段目前唯一的支挡结构———L型挡墙这一工程措施,对比研究了土压力和冻胀力的几种受力分析模式,确定了对粗颗粒填料不考虑冻胀力的土压力分析模式。此外通过多年冻土地区的现场观测,验证了实际受力状态与设计应力状态的关系,提出考虑多年冻土特点的土压力修正分析模型,为今后类似工程的设计、施工提供了参考依据。     

多年冻土地区路基工程换热分析

通过路基工程的对流、辐射换热分析 ,从对流的角度得出沿迎风面、路面的换热通量与x- 1/2 成正比 ,从而说明了路肩冻胀、滑塌等不均匀变形的原因。在一定程度上 ,对在多年冻土区的路基设计、施工有所帮助     

一种冻土地基冷却承载复合桩的冷却机理分析及效果

针对多年冻土地区桩基普遍存在的冻胀和热扩散问题，基于“主动冷却”地基的思想，结合碎石路基、碎石堆等大孔隙多孔介质在气温波动条件下具有的热二极管的效应，提出了一种用于冻土地区的新型桩；在冻融活动层深度范围的桩身表面刻制凹槽，利用槽内回填的碎石、块石等大孔隙多孔介质在外界大气温度自然波动下的对流换热机制，来达到主动冷却冻土和抬升冻土上限的目的：对其冷却机理及可行性进行了研究，运用数值仿真试验对比了桩身刻槽前后的温度场。结果表明，新型桩促进了冻土的发育，回冻时问大为缩短，冻土上限抬升。     

Uncertainties of thermal boundaries and soil properties on permafrost table of frozen ground in Qinghai-Tibet Plateau

In the permafrost regions of the Qinghai-Tibet Plateau(QTP),the permafrost table has a significant effect on the stability of geotechnical engineering.The thermal boundaries and soil properties are the key factors affecting the permafrost table.Complex geological environments and human activities can lead to the uncertainties of thermal boundaries and soil properties.In this paper,an array of field experiments and Monte Carlo(MC) simulations of thermal boundaries and soil properties are carried out.The coefficient of variation(COV),scale of fluctuation(SOF),and autocorrelation distance(ACD) of uncertainties of thermal boundaries and soil properties are investigated.A stochastic analysis method of the probabilistic permafrost table is then proposed,and the statistical properties of permafrost table on the QTP are computed by self-compiled program.The proposed stochastic analysis method is verified with the calculated and measured temperature observations.According to the relationship between ACD and SOF for the five theoretical autocorrelation functions(ACFs),the effects of ACF,COV,and ACD of soil properties and the COV of thermal boundaries on the permafrost tables are analyzed.The results show that the effects of different ACFs of soil properties on the standard deviation(SD) of permafrost table depth are not obvious.The SD of permafrost table depth increases with time,and the larger the COVs of thermal boundaries and soil properties,the deeper the SD of permafrost table;the longer the ACD of soil properties,the shallower the SD of permafrost table.This study can provide a reference for the stability analysis of geotechnical engineering on the QTP considering the uncertainties of thermal boundaries and soil properties.     

高海拔永冻地区青藏铁路输电线路防雷设计

青藏铁路110 kV输电线路全程3/4处于高海拔冻土地带,该地区特有的雷电活动规律和土壤地质状况对输电线路的雷电防护效果有着很大的影响,需要在防雷设计中予以考虑。通过对高海拔冻土地带气候地质特点的统计分析,得出在这一地区进行输电线路防雷设计应该考虑土壤融冻层出现季节与雷电活动时间基本一致的气候特点,充分利用融冻层的低电阻率特性,确保输电线路的防雷可靠性。依据这一原理提出了在高海拔冻土地带进行输电线路防雷设计的一般过程和具体措施,包括耐雷水平和接地电阻的确定、接地体结构尺寸的选择以及一些改进措施的比较等。对青藏铁路格尔木-拉萨段110 kV输电线路的计算表明,提出的设计方法可以满足输电线路雷击跳闸率的要求。     

青海南部乌丽—开心岭冻土区天然气水合物气源条件研究

以近两年天然气水合物资源勘查与试采工程国家专项在青海南部乌丽—开心岭冻土区开展的气源岩调查资料为基础,重点对上二叠统乌丽群那益雄组和上三叠统结扎群巴贡组烃源岩的有机地球化学指标进行分析。结果显示研究区上二叠统乌丽群那益雄组和上三叠统结扎群巴贡组烃源岩有机质含量中等,有机质类型主要为III型,且成熟度较高,大多数样品有机质达到高成熟或过成熟,处于生湿气和干气阶段,能够产生大量烃类气体来满足该区天然气水合物形成时所需的气源条件;上二叠统那益雄组泥岩和上三叠统巴贡组灰岩可成为该区天然气水合物的主要气源岩。     

多年冻土地区冻融循环下路基变形规律研究

为研究多年冻土地区路基在冻融循环下的变形规律,考虑水的相变作用,对路基非稳态温度控 制方程、应力－变形基本方程和温度－应力耦合方程进行了推导,并以祁连山中高山区山前斜坡地带某 段多年冻土路基为例,建立数值模型,进行路基多场模拟计算,结果表明:融化和冻结温度场变化是由于 外界温度变化引起的,冻结温度场呈上凸形态;路基坡脚和路肩对外界温度变化极为敏感,且阴阳坡存 在温度差异,路肩两侧产生ｘ方向的冻胀力,在坡脚因冻胀力的差异产生ｙ方向的应力,应力的差异使 得土体内部产生剪切力,导致坡脚和路肩出现纵向裂缝;受外界温度的变化、重力的作用和温度梯度力 的影响,路基含水率发生变化,融化状态、冻结状态的路肩总位移随时间缓慢增加。     

透壁通风管对青藏铁路路基的冷却效果试验初探

路基通风作为一种积极主动保护冻土路基的冷却调控技术受到人们的广泛关注与重视，该方法能有效地抬升多年冻土上限，保护冻土路基的稳定性。目前的路基通风一般采用路基内预埋实体混凝土管或PVC管，管壁不能透风，主要通过管内空气流动和热传导方式达到冷却路基的目的。一种管壁开孔、可以透风的新型通风管——透壁通风管，既可以使低温的自然风通过管道运动降温；还因管壁透风，低温的冷空气可以透过管壁的大孔眼穿透到通风管周围的介质中，直接与其进行传导换热和对流换热，改变普通通风管单一的管壁传导换热模式，从而可更为有效地促使路基内热量的散失。为探索透壁通风管在青藏铁路路基中的实际作用效果而进行了青藏铁路透壁通风管路基初步试验。该试验路基短期监测资料的初步分析结果显示：透壁通风管对青藏铁路路基具有较好的冷却能力。可在一定程度上抬升冻土上限；透壁通风管路基经填土级配优化后效果更好，但其长期效果的显现还需经过若干个周期的长期监测和资料的进一步分析。     

多年冻土区道碴结构铁路路基室内试验研究

介绍了青藏高原多年冻土区道碴结构铁路路基的室内模型试验研究结果。分析了模型路基典型部位的温度随时间的变化情况及整个路基中典型断面在最低负温、最高正温和融化期结束时的温度场特征。通过对不同周期内对应时刻温度场的对比分析表明 :在路基表面 ,温度分布不对称 ;随着时间的推移 ,路基土体的温度有明显的降低 ,最大融化深度在逐渐减小 ,这说明在环境温度较低、路基高度较高的情况下 ,道碴路基结构是一种能维持路基下冻土稳定的路基结构形式 ,但在考虑全球升温及高温冻土条件下 ,还需要采取其它保护冻土措施     

不同类型冻土中隧道隔热保温层铺设方式的选择

寒区隧道工程中,铺设隔热保温层可以减轻隧道冻害。隔热保温层的铺设位置不同,起到的隔热或保温效果也不同。采用有限元计算法对不同类型冻土中隔热保温层表面铺设、夹层铺设以及离壁式铺设下的围岩温度场进行了模拟,从隔热保温效果方面对3种隔热保温层铺设方式进行了对比。季节冻土受洞内与外界气温的双重影响,铺设隔热保温层无法阻止围岩冻融循环的产生;多年冻土中隔热保温层夹层铺设以及表面铺设隔热效果相差不大,但夹层铺设时,隔热保温材料遇水以及受挤压后隔热保温效果将降低,应优先采用表面铺设方式。非冻土中隔热保温层离壁式铺设的防冻效果最好,当无法采用离壁式铺设时,将隔热保温层铺设在二衬表面的防冻效果要好于隔热保温层夹层铺设,但应对拱脚位置处的防排水系统进行保温处理。