文档介绍：铁路沿线冻害铁路沿线冻害是指进入冬季后, 由于寒冻使铁轨基土体发生冻胀,不均性的动胀使路基的平整性受到严重破坏. 所谓冻胀, 就是土在冻结过程中, 土中水分( 包括土体孔隙中原有水分以及从外部迁移土体来的水分) 转化为冰, 引起土颗粒间的相对位移, 使土体体积产生膨胀, 土表升高. 根据铁路部门的有关规定, 左右两股路轨之间或每股路轨在10 米以内的变形差不能超过4 毫米, 超过此规定, 就是超限. 有可能造成火车脱轨, 翻车等事故. 冻胀不但破坏了设计的几何形状, 在冻胀过程中的水分迁移和聚冰, 开冻时水分来不及排除而造成松散物质蠕动, 滑塌和泥流, 而造成铁路轨面不平等现象. 冻土是一种对温度变化敏感和易变的地质体, 一般是指温度在 0℃或0℃以下, 并含有冰的各种岩土和土壤, 在各种不同的母质体中, 随着温度, 含水量的变化和各相态水的比例发生. 土的密实程度对冻胀也有一定的影响, 当土非常疏松时, 土具有较大的空隙, 冰只充填于空隙中而不能使土粒的距离明显增大, 所以它是弱冻胀性的. 随着土的密实程度增大, 土颗粒间的距离趋于减小, 冻结时薄膜水的迁移趋于活跃, 而冰的形成, 将使土粒间的距离增大, 于是, , 随着干容重的增大, 土架格的连结力增大, 渗透性降低, 因而冻胀率也趋于降低. 大量实验和观测资料表明, 土含水量与地下水埋藏深度对冻胀率有很大的影响. 当含水量小于塑限( 大体上就是起始冻胀含水量)时, 土冻胀性很弱, 随着含水量增大, 土的冻胀性在增强. 当正冻土体与地下水位很接近时, 冻胀性最强, 因为地下水源源不断地补给正冻土体; 随着地下水埋藏深度增大, 冻胀率逐渐降低. 冻结速率对冻胀有重要影响, 当冻结锋面移动甚快的时候, 水分来不及迁移和聚集, 因而冻胀率也比较小, 在慢速冻结时, 水分可以充分迁移和聚集成冰, 造成大的冰体, 导致较强的冻胀. 此外, 在荷载作用下, 冻胀将减弱. 事实上, 在天然情况下, 地下水埋藏深度对土的含水量有重要的影响. 当地下水埋藏很浅时, 土的含水量也很大, 由此决定了土的冻结速率比较小. 此外,天然干容量中的变化范围不大, 在一个不大的区域内, 当着土的级配大体相同时, 在大致相同的气候条件下, 地下水埋藏深度变成为决定土冻胀性的主导因素. 在发生冻胀的同时, 土体便对一切阻碍它膨胀的物体( 例如基础) 施力, 这种力称为冻胀力. 与受力对象表面平行的冻胀力称为切向冻胀力; 与受力对象表面垂直的冻胀力称为法向冻胀力. 决定冻胀力大小的因素与决定冻胀率的因素相同. 粉质亚黏土和亚砂土等具有最大的冻胀力, 纯净的中粗砂砾石冻胀力最小, 含黏粒较多的土类居中, 在岩性相同的条件下, 高含水量的, 慢速冻结的土具有最大的冻胀力. 随着土的含盐量增大, 土的冻结温度在降低, 在一定的温度条件下,含盐量高的土具有较高末冻水含量和较小的含冰量, 因而, 其冻胀性和较弱, 当含盐量达到某一数值以后, 土的冻结温度便低于当地可能达到的最低土温, 在整个冬天也不发生冻结. 土在冻结状态下的抗压强度, 一般都比它在融化状态下大得多, 土温降低, 抗压强度也越大,试验还表明, 随着土颗粒增大, 冻土强度在提高. 一般说来随着含水量增大, 起胶结作用的冰也越多, 因而强度有所增大. 但当含水量超过某一定值时, 含水量的进一步增大导致冻土抗压强度的降低, 最后趋于某个定值. 事实上, 冰冻和热融常常是结合在一起的, 在同一个地点, 例如在同一座桥或同一路段, 在不同的时间里, 总是交替地受到冻结和融化作用的影响. 有的是等量的脉动, 有的以某一方面为主, 表现出的一定的方向性. 桥桩冻拨, 就是冻胀与融沉交替作用的结果. 在冬天, 当土冻结时, 桩受土的冻结力的作用, 与土冻成整体并随着土的冻胀而上升,桩下形成的空隙为土所充填; 翌年, 在融化季节, 土向下融沉而桩已无下沉空间, 年复一年, 桩基就逐渐拨高以致于倾倒. 吴紫汪和刘永智的观测表明, 在青藏公路黑色路面下, 路基每年均有融化下沉变形和回冻冻胀变形两个阶段. 对于稳定路段, 每年融化下沉量与回冻冻胀量基本相等, 数量也较小, 一般单向变形在 2—3 厘米以内, 因而不会造成严重问题. 对非稳定路段, 变形不但发生在填土层及天然季节融化层内, 而且发生在多年冻土层内, 融沉量大于冻胀量, 每年均在残余变形. 单向每年下沉量一般大于 3 厘米, 最大可达 13 厘米. 西宁- 格尔木线路中环青海湖北部的湟源- 天峻县沿线每年 11 月下旬至1 月出现冻胀现象, 为了保持列车运行平稳, 人工要进行特殊" 顺坡" 处理, 而到春季解冻时期, 冬季冻胀路段, 出现路基下陷的现象,