我国高温高含冰量冻土力学特性研究现状

发布时间：2021-06-06

．２０

全国中文核心期刊路基工程

２００８年第６期（总第１４１期）

我国高温一高含冰量冻土力学特性研究现状木

马小杰

（浙江建设职业技术学院浙江杭州

摘要

３１

张生军任君妃

１２３１）（浙江润都建筑工程有限公司）

阐明了高温一高合冰量冻土力学特性研究的重大理论和现实意义，归纳总结了高温一高

含冰量冻土力学特性研究的现状。

关键词高温一高含冰量冻土力学特性强度蠕变

１

力学特性研究的意义

１．１现实意义

青藏铁路二期工程，从格尔木到拉萨长１１１８

ｋｍ；穿越连续多年冻土区５５０ｋｍ，不连续多年冻土区８２ｋｍ。其中有２７５ｋｍ处于高温冻土区（年平均地温高于一１．０℃），有２２１ｋｍ通过高含冰量冻土区（体积含冰量大于２０％）…矗“，高温高含冰量重叠路段１３４ｋｍ，这对青藏铁路路基的稳定性构成了极大威胁。如何保证既是高温又是高含冰量冻土地区铁路路基的稳定性已成为当前面临的最大挑战。根据青藏铁路、青藏公路及青康公路的实践经验，青藏铁路面临的主要问题是高温、高含冰量冻土地区路基稳定性及全球升温对冻土路基稳定性的影响¨ ，铁道部曾经组织有关单位在青藏铁路沿线清水河高温冻土段、北麓河厚层地下冰段以及沱沱河融区与多年冻土过渡段，开展了大规模的冻土路基试验工程研究ｐｏ。中国科学院也启动了知识创新工程重大项目“青藏铁路工程与多年冻土相互作用及其环境效应”，对有关问题进行了深入研究一１。项目主管程国栋院士指出：高温、高含冰量冻土加全球气候转暖使青藏高原铁路的修筑面

木浙江建设职业技术学院科研课题（２００６０８），中国科学院寒区旱区环境与工程研究所创新课题（２００４１０４）。马小杰，男，助教，硕士。

临严峻的挑战。

青藏铁路成败的关键在路基工程，路基工程成败的关键在冻土，冻土的关键问题是融沉。设计部门出于保护多年冻土、有效预防融沉的考虑，普遍采用了加高路堤的工程措施；然而，由此带来的后果是虽然路基下多年冻土上限有所上升，但多年冻土层的温度却普遍升高，路基变形量持续增大，变形量已经达到了比较可观的量级，而且变形速率没有明显的衰减趋势。

由此可见，系统开展高温、高含冰量冻土的力学特性研究，揭示高含冰量冻土在高温剧烈相变区的力学特征，获取反映其力学特性的基本参数，对青藏铁路的路基沉降变形预测与维护，具有非常重要的现实

指导意义。１．２理论意义

早在冻土力学研究的初期，前苏联著名冻土学家崔托维奇¨ 就曾经指出：当利用冻土作为各类建筑物的地基和介质时，最重要的是一开始就要确定它按其含冰量和物理状态应属于哪一类。并提出按冻土的体积含冰量可将其分为：富冰冻土（大于５０％）、含冰冻土（２５％一５０％）、微含冰冻土（小于２５％）；按冻土的物理状态可将其分为：坚硬冻土（低温冻土）、塑性冻土（高温冻土），同时给出了划分高温冻土与低温冻土的近似温度界限为：粉砂一０．３℃、

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实度均１＞０．８７，满足要求。

（１）机场飞行区升降带各取样点附近土体的密（２）机场飞行区升降带各取样点附近土体的承载力特征值大小有差异，丽端高，为３００～４００ｋＰａ；西侧较高，为１７０～１９０ｋＰａ；东侧偏低，约为１１０

ｋＰａ。承载力满足要求。

图２承载力特征值柱状图

值超过６００ｋＰａ。２００５年承载力特征值偏低的主要原

（３）根据直剪试验和固结试验结果，机场飞行区升降带各取样点土体的抗剪强度均较高，满足抗断裂要求。

（４）机场跑道在飞机循环冲击荷载的作用下，各项指标均满足控制标准，能够保证机场的安全运营。

参考文献：

［１］土工试验方法标准（ＧＢ／Ｔ５０１２３—１９９９）［Ｓ］．［２］岩土上褶勘察规范（ＧＢ５００２１—２００１）［Ｓ］．

［３］某圆际机场１毛行医升降带岩土测试报告（２００３年、２００５年，２００７年）