文档介绍：摘要
路基工程是青藏铁路的基础和关键工程。路基工程的修建,改变了青
藏铁路多年冻土区路基基底多年冻土的热量平衡状态,从而使整个地温
场、冻土的上限以及冻土活动层的厚度都发生了变化,使路基各部分产生
不均匀的沉降变形。
站场路基的宽度为单线普通路基宽度的两倍,整个路基断面形式、尺
寸都和普通路基不同,因此路基整体的传热性能和传热特点都和普通路基
有区别。站场路基在修筑后的地温响应过程及特点是我们分析站场路基的
变形特征以及站场路基稳定性问题的基础。
本论文从两方面对多年冻土区的站场路基进行了初步的研究。
首先是在青藏铁路清水河进行了现场的工程试验一“站场路基试验研
究”,通过对站场路基接近两年的测温数据的分析,总结了冻土地温的变
化规律特征以及其下多年冻土人为上限的变化规律,通过与其它宽度以及
断面形式的路堤的对比,分析了站场路基宽路堤对多年冻土的影响。并结
合地温的变化对路基的变形特征进行了分析。
其次是根据多年冻土区土冻融过程相变温度场分析原理,利用
有限元软件,结合试验段路基的几何尺寸、具体的地质情况以及气候状况
对站场路基的温度场进行了模拟计算,模拟了在全球气温升高的环境下,
未来年,路基下人为上限的演化规律以及路基各部位的最大季节融化
深度。最后在模拟的最大季节融化深度的基础上,对站场路基的变形进行
了预测计算。
本文的主要创新点及结论通过将站场路基与其它宽度以及断面
形式的路堤相应测试数据的对比及分析,得出站场路基的宽路堤对多年冻
土的保温效果较好,利于维持其下多年冻土的稳定建立了站场路基
温度场的计算模型,并以模拟的最大季节融化深度为核心参数,对站场路
基的变形进行了预测计算在数值模拟的基础上,提出了多年冻土区
铁路路基工后沉降的不同含义。
【关键词】多年冻土,站场路基,温度场,路基沉降,预测
“

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第一章绪论
第一章绪论
引言
地球陆地总面积约为一亿四千九百五十万平方公里,多年冻土占整
个陆地面积的五分之一,即三千万平方公里。我方公里,占国土面积的,我国多年冻土主要分布在西部的青藏高
原以及阿尔泰山、天山、祁连山、横断山,东部的太白山、五台山、长白
山和大兴安岭南端的黄岗梁山〔
正在修建的青藏铁路格尔木一拉萨段全长,穿越多年冻土区
长度为,其中穿越大片连续多年冻土区长度约为,其余
穿越岛状不连续多年冻土区,全线海拔以上的地段长约为
在这样的地区修建铁路,必须考虑多年冻土的冻胀、融沉以及伴随冻融过
程发生的力学、热学及化学等现象。
在多年冻土地区修筑建筑物有很多成功的例子,年建成的西伯利
亚铁路以及随后修建的新西伯利亚铁路,北美高速公路、油、汽管道、矿
井建设等大工程在多年冻土区成功的建设和运营,积累了很多成功的经
验。这些经验对我国青藏铁路的建设大有帮助〔幻。
冻土
冻土是一种温度低于℃且含有冰的土岩。冻土中的冰以冰晶或冰层
的形式存在,冰晶可小到微米甚至纳米级,冰层可以厚到米或百米级,从
而构成冻土中五花八门、千姿百态的冷生构造。
冻土是一种特殊土类,其特殊性主要表现在它的性质与温度密切相
关。常规土类的性质主要受其颗粒的矿物和机械成分、密度和含水量的控
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第一章绪论
制,只要这些因素一确定,土的性质就基本稳定,因此多半表现为静态特
性。冻土就不一样了,冻土的特性除与上述因素有关外,还受含冰量的控
制,而含冰黛直接与温度相关,温度升高含冰量减小,温度降低含冰量增
高。在人类生产活动的深度范围内,由于气候季节变化,引起土温的变化
是不可避免的,因此冻土的性质随时都在变化,表现为动态特性。所以冻
土是一种对温度十分敏感且性质不稳定的土体。
根据冻土存在的时间长短,地球上主要分布两种冻土一种称作多年
冻土,即两年或两年以上处于冻结状态,只有表层几米的土层处于夏融冬
冻的状态,该层也称为季节融化层或季节活动层。另一种称作季节冻土,
即只在地表几米范围内冬季冻结,夏季消融,该层也称为季节活动层「”。
冻土工程性质
冻土具有冻胀特性和融沉特性。冻胀是指土冻结过程中,土中水分含
外界向冻结锋面迁移的水分及孔隙中原有的部分水分冻结成冰,形成冰
层、冰透镜体、多晶体冰晶等冰侵入体,引起土粒间相对位移,使土体产
生扩胀的现象。融沉是指在建筑物及其热力作用下,冻土地基产生融化,
伴随着土的一系列物理力学性质的改变,地基将产生自重作用下和荷载作
用下的融化