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原文传递青藏铁路多年冻土区块石护坡路基试验研究

论文题名：	青藏铁路多年冻土区块石护坡路基试验研究
关键词：	青藏铁路;多年冻土;护坡路基;冻土工程
摘要：	本文主要针对青藏铁路沿线多年冻土区块石护坡路基温度特性展开研究。研究过程中主要采用现场实体试验及数值模拟等方法对块石护坡路基的有效性、块石合理粒径和铺设厚度及工程长期效果等方面进行了研究。主要结论如下： (1)青藏铁路修建于青藏高原之上，对线路沿线工程地质条件的调查研究表明，冻土类型是影响青藏铁路建设的主要工程地质条件。青藏铁路建设及运营中主要工程地质问题是因地下冰融化而产生的路基融沉问题。 (2)与普通路基相比，铺设块石层后可以起到降低路基坡面年平均温度、减小路基坡面温度年较差的作用，说明块石护坡在减小路基融化深度进而在保护冻土路基热稳定性方面起到了重要的作用。基底温度变化过程、路基热状态及多年冻土上限变化、路肩中心冻融过程以及地温场对比分析都从不同侧面间接验证了块石护坡路基较普通路基具有较好的工程效果。 (3)不同粒径块石层下年平均温度对评价块石层的工程效果起决定作用，不同粒径块石层下年温度波幅对评价块石层的工程效果起辅助作用。冷季较大粒径的块石层的冷却作用好于较小粒径的块石层，暖季较小粒径块石层的隔热作用好于较大粒径的块石层，综合全年分析，较大粒径块石层下年平均温度低于较小粒径块石层下年平均温度，较大粒径块石层下年温度波幅大于较小粒径块石层下年温度波幅。从不同粒径块石层的工程效果及经济上的考虑，较大粒径块石层的效果好于较小粒径的块石层，合理的块石粒径应为30cm左右，现场施工中块石粒径范围可控制在20～40cm之间。 (4)厚度较大的块石层的工程效果要好于厚度较小的块石层，但引起不同厚度碎石层和片石层的工程效果差异的原因是不同的。在五道梁、北麓河和开心岭的碎石护坡试验中，暖季厚度较大的碎石护坡下的温度低于厚度较小的碎石护坡下的温度，说明暖季厚度较大的碎石护坡较厚度较小的碎石护坡具有较好的隔热作用，而在冷季不同厚度的碎石护坡下温度差异不是十分明显。综合全年分析，厚度较大的碎石护坡较厚度较小的碎石护坡具有较好的工程效果。在清水河片石护坡试验中，冷季厚度较大的片石护坡下的温度低于厚度较小的片石护坡下的温度，说明冷季厚度较大的片石护坡较厚度较小的片石护坡具有较好的冷却作用，而在暖季不同厚度的片石护坡下温度差异不是十分明显。综合全年分析，厚度较大的片石护坡较厚度较小的片石护坡具有较好的工程效果。结合合理的块石粒径(粒径为30cm)综合考虑，厚度较大块石层的效果好于厚度较小的块石层，合理的块石铺设厚度为120cm左右，现场施工中块石铺设厚度可控制在110～130cm之间。 (5)考虑未来气温升高的条件下，路基施工后50年普通路基下冻土升温明显，冻土上限下降明显，阴阳坡地温差异明显；而块石护坡路基可以消除或减轻路基因阴阳坡温度差异而引起的路基病害。普通路基原天然地面下温度曲线类型以吸热型为主，块石护坡路基下原天然地面下温度曲线类型以散热型为主。
作者：	孙志忠
专业：	自然地理学(冻土工程)
导师：	马巍
授予学位：	博士
授予学位单位：	中国科学院寒区旱区环境与工程研究所
学位年度：	2006
正文语种：	中文