季节性冻土区高速铁路路基冻深研究

摘要

针对季节性冻土区高速铁路路基冻胀的最大变形量应小于5mm的严格要求,开展季节性冻土区高速铁路路基冻深的研究.在综合分析国内外相关冻深求解方法的基础上,提出采用改进的Berggren法计算高速铁路路基设计冻深的公式.该公式考虑了路基的热力特性、气象条件以及地基条件,适用于特性各异的多层土路基.运用现场监测和基于比奥固结理论的有限元仿真分析方法及改进Berggren法,对某典型冻土区段高速铁路的路基冻胀及温度场和位移场进行测量、计算和分析,结果表明:路基冻深的发展历经较浅且小幅波动、向下快速发展且达到最大、逐渐减小和浅层小幅波动等阶段;路基冻胀变形主要发生在冻深的70％范围内;该典型冻土区段最大冻深的有限元仿真计算值为1.98 m,改进的Berggren法计算值为1.94 m,与实际监测值1.90m的计算误差分别仅为4.2％和2.4％,表明有限元仿真分析方法和改进的Berggren法均为确定路基冻深的有效手段.