多年冻土区路基工程常见灾害及处理措施

1、土建学院交通与环境研究所 2008年7月,多年冻土区路基工程 常见灾害及处理措施,一、多年冻土的工程特性 1、冻土的一些基本概念 2、多年冻土区的工程地质问题 二、多年冻土区路基设计原则 三、路基常用破坏形式 四、处理措施,多年冻土区路基工程 常见灾害及处理措施,2020/7/8,3,参考资料： 1 徐学祖，王家澄，张立新.冻土物理学. 北京：科学出版社，2001； 2崔托维奇著，张长庆等译.冻土力学.北京：科学出版社.1985； 3 B.A.库德里雅采夫.工程地质研究中的冻土预报原理.兰州大学出版社.1992； 4吴紫汪.冻土路基工程.兰州大学出版社.1991； 5程国栋，何平. 多年冻土地

2、区线性工程建设. 冰川冻土，Vol.23 No.3,2001，213-217； 6章金钊,李祝龙,武憼民. 冻土路基稳定性主要因素探讨. 公路. 2000, (2):17-21 。,2020/7/8,4,1、冻土的一些基本概念 冻土：土壤温度低于0，土壤中含有冰，具有负温或零度并含有冰的土（岩）体。 季节性冻土：地表土壤冬季冻结而夏季又全部融化的土（岩）； 多年冻土：持续冻结时间在2年或2年以上的土（岩）； 季节冻结层：每年寒季冻结，暖季融化，其年平均地温0的地壳表层。（针对季节性冻土）； 季节融化层：每年暖季融化，寒季冻结，其年平均地温 0的地壳表层。（针对多年冻土）； 活动层：包括季节冻结

3、层或季节融化层； 地温年变化深度：地表以下，地温在一年内相对不变的深度（常用地温年较差0.1 0来判定)。 年平均地温：地温年变化深度处的地温。,一、多年冻土的工程特征,2020/7/8,5,一、多年冻土的工程特征,两种不同冻土类型的温度曲线,季节性冻土,多年冻土,2020/7/8,6,2、多年冻土区的工程地质问题 厚层地下冰 冻胀丘 冰楔 冰锥 热融滑塌,一、多年冻土的工程特征,2020/7/8,7,厚层地下冰 Ground ice,2020/7/8,8,冻胀丘 Ground ice,2020/7/8,9,冰楔ice wedge,2020/7/8,10,河冰椎 river icing,202

4、0/7/8,11,地下冰,热融滑塌,2020/7/8,12,2020/7/8,13,保存在地层中的冻融褶皱,2020/7/8,14,保护冻土的原则：多年冻土作为地基，保证在使用年限内，地基土始终保持冻结状态； 预先融化的原则：在线路路基（建筑物）施工之前，使地基融化至计算深度或全部融化。 逐渐融化原则：在线路（建筑物）施工和使用过程期间，地基土逐渐融化。,二、多年冻土区路基设计原则,2020/7/8,15,热融沉陷（路基沉陷翻浆） 差异沉降（纵向裂缝、横向裂缝） “管涌现象”,三、路基常用破坏形式,2020/7/8,16,热融沉陷,路基沉陷翻浆,路基沉陷翻浆,路基沉陷形成裂缝,2020/7/8

5、,17,横向差异沉降引起公路纵向裂缝,2020/7/8,18,纵向的不均匀沉降 横向裂缝,2020/7/8,19,横向的不均匀沉降 纵向裂缝,铁路路基破坏 （清水河试验段）,2020/7/8,20,铁路路基破坏 线路不平顺,2020/7/8,21,冻结层上水引起“管涌现象”,2020/7/8,22,1、保护冻土（热融沉陷） 主动保护：热棒、片石路基或片石护坡、通风管、遮阳棚（板） 被动保护： 保温材料 2、设置加强措施（差异沉降） 主动措施：薄弱处设置热棒 被动措施：土工格栅 3、填料的从优选择（“管涌现象”） 选择级配良好渗透性好的土,四、病害处理措施,2020/7/8,23,主动保护冻土方式：热棒,2020/7/8,24,主动保护冻土方式： 片石路基,主动保护冻土方式： 片石护坡,2020/7/8,25,片石气冷路堤工作原理,2020/7/8,26,主动保护冻土方式： 通风管,傍晚：通风管开始,中午：通风管关闭,2020/7/8,27,主动保护冻土方式： 遮阳板,主动保护冻土方式： 遮阳棚,2020/7/8,2