多年冻土

摘要： 多年冻土区斜坡稳定性是工程建设和铁路正常运营必须面对和解决的问题,其中最严重且难以防治的属热融滑塌。近年来,格(尔木)拉(萨)段铁路山体滑坡现象不断增多,严重威胁到铁路路基的稳定性与运营安全。另外,滑坡的分布与形态特征及运动规律与其他地区的滑坡具有显著差异。为探索多年冻土区热融滑塌的分布特征、发育规律、触发因素、破坏方式与影响因素,研究有效的热融滑塌治理措施,保证铁路工程的质量与运营安全,本文以青藏铁路格拉段K1154+900~K1155+000线路右侧山体滑坡综合处治工程为研究对象,分析了多年冻土地区热融滑塌的特征及形成机理,并提出了多年冻土地区斜坡热融滑塌工程病害的治理措施。

摘要： 以国道322库—根公路工程为依托,通过对沿线多年粉质黏土冻土原状样进行融沉试验,分析了融沉系数随含水率、干密度的变化规律,发现弱融沉以上等级的粉质黏土冻土原状样的融沉系数随含水率的增大而增大、随干密度的增大而减小的规律,进而提出了多年冻土区粉质黏土路基的治理思路,为极寒地区多年冻土路基融沉治理提供了理论参考与科学依据。

摘要： 呼伦贝尔多年冻土区不良地质现象导致的工程病害有沉陷、冻胀、冰锥、涎流冰、冰丘、热融湖等现象。沉陷是工程遭受破坏相对普遍的现象。同时,季节活动层反复冻融引起的病害亦不能忽视。多年冻土自北向南分Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ区,冻土工程类型多样,Ⅰ和Ⅱ区高含冰量土分布更为广泛;Ⅰ区西北部有低温不稳定区,其它为高温不稳定区和极不稳定区,冻土呈逐年退化状态。冻土不良地质现象发育,工程地质条件较差、极差地段交错分布。

摘要： 基于中天山腹地G218线那拉提至巴仑台公路工程,通过地质调绘、挖探、工程钻探、电法测试、地质雷达检测、地温监测、取样试验等勘察手段,查明了区域地层岩性、冻土类型及分布规律,通过对冻土纵横向分布情况、冻土级别、冻胀性等指标进行分析研究,提出针对季节性冻土和多年冻土的路基设计原则及处理方案,为路线方案的确定提供了有力保证。

摘要： 为研究给排水管道外加保温材料、内通热媒管道措施对防止管道冻结和减小多年冻土影响的效果。文中通过采用两种不同的保温材料进行试验,分析得出聚氨酯保温材料比岩棉更加适用于热媒给排水管道保温,防止管道冻结和维持周围多年冻土的状态。通过建立给排水系统仿真模型分析得出采用管道保温措施的情况下,在土体冻结期内管道内温度为负值;当采用热媒时管道内流体温度可维持正温,不发生冻结。

摘要： 多年冻土的形成一直是青藏高原地质研究的重点内容之一。文章以青藏高原地貌特征与多年冻土的形成为出发点,探讨了不同地貌单元下多年冻土的形成特点。总体来看,青藏高原不同地貌单元由于受地质作用、水文作用以及形成过程的影响,多年冻土的形成及冷生构造、含冰量和发育新等方面均有不同特点。

摘要： 在大兴安岭地区内沿北向南设置4个试验点(二十四站、塔尔根、临海、古源),应用库得里亚采夫(Kudryavtsev)模型(平衡模型)、一维瞬态传热的数值模型(物理模型)对研究区多年冻土活动层厚度与热状态进行模拟;对比实测地温与模型模拟地温,检验模型模拟精度;依据模拟精度、计算成本,比较2种模型的实际应用价值。结果表明:一维瞬态传热数值模型计算精度为0.14~0.18 m,但其计算成本较高;库得里亚采夫模型计算精度为0.19~3.00 m,但计算成本较低,基本能满足工程计算需求,具有较好的实际应用价值。

摘要： 通过对俄罗斯西伯利亚铁路和贝阿铁路冻土工程的现场考察以及多次中俄冻土技术交流,对多年冻土工程技术的认识进一步深化。根据俄罗斯多年冻土铁路工程建设情况,阐述贝阿铁路多年冻土工程的主要设计原则和工程措施,分析其多年冻土路基病害状况和主要成因,介绍针对多年冻土病害整治开展的各项研究试验,并对气候变化条件下青藏铁路需要研究和探索的问题提出建议。

摘要： 不同初始值对多年冻土水热过程的模拟有着深刻的影响。本文利用青藏高原三江源多年冻土区西大滩站观测数据,驱动通用陆面模式CLM4.5(Community Land Model version 4.5)对该站多年冻土进行为期14个月的模拟研究。设计三组试验,检验CLM4.5模式对多年冻土模拟性能,探究不同初始土壤温度、液态水含量以及含冰量对模拟结果的影响,并对土壤初始含冰量的计算进行改进,提高了模式对多年冻土水热过程的模拟。通过对比土壤含冰量模拟值,液态水含量和土壤温度观测值与模拟值,结果表明:(1)初始土壤温度、液态水含量会通过影响初始土壤含冰量进而影响CLM4.5模式对多年冻土水热过程的模拟。(2)CLM4.5默认初始土壤温度、液态水含量时,计算出的初始含冰量为0 m^(3)·m^(-3),这使得模式不能准确模拟出多年冻土的特征。在2015年11月上旬至2016年8月上旬土壤含冰量大于0.01 m^(3)·m^(-3),其余时段土壤含冰量几乎为0 m^(3)·m^(-3);整层土壤液态水含量从冬季开始减少,春季开始增加;土壤温度在2.8 m以下全年大于0°C,0~2.8 m呈现“冬冻夏融”的季节性冻土特征。(3)修改初始土壤温度和液态水含量为观测值后,模拟结果呈现多年冻土特性。在1.8 m以下土壤含冰量常年大于0.01 m^(3)·m^(-3);在0~1.0 m土壤液态水含量冬季开始减少,春季开始增加,在1.0 m以下土壤液态水含量常年维持在0~0.01 m^(3)·m^(-3);2.8 m以下土壤温度常年低于0°C,活动层厚度约2.8 m,高估约115.4%。(4)在修改默认值为观测值的基础上,进一步修改初始含冰量的计算,使得模拟的含冰量整体增加。在1.1 m以下土壤含冰量常年大于0.025 m^(3)·m^(-3);在秋季和夏季0~2.3 m土壤液态水含量有所增加,与观测值偏差进一步缩小,2.3 m以下常年维持在0~0.1 m^(3)·m^(-3);活动层厚度减小到1.7 m,高估约30.8%,各层土壤温度模拟偏差较前两组试验均明显改善。

摘要： 利用国际耦合模式比较计划第六阶段(CMIP6)多模式的模拟结果,对比观测和青藏高原冻土图评估各模式对当前(1985-2014年)青藏高原与冻土相关气候变量以及多年冻土的模拟能力,并应用多模式集合平均的方法预估了未来4个SSP情景下2021-2040年、2041-2060年、2081-2100年高原多年冻土的变化趋势。结果表明:CMIP6各模式都能够较好地模拟出与冻土相关气候变量的分布特征与趋势,但对于气温的模拟有着较为明显的冷偏差,对于积雪的模拟明显偏大;利用冻结数模型(SFI)计算的当前多年冻土分布与青藏高原冻土图有较好的吻合,1985-2014年的表面多年冻土面积约为134.52×10^(4)km^(2)(包含湖泊和冰川面积);随着气温的升高,21世纪青藏高原多年冻土呈现区域退化的趋势,在SSP1-2.6、SSP2-4.5、SSP3-7.0和SSP5-8.5情景下,青藏高原东部、南部以及北部边缘地区多年冻土呈现区域性退化,至2041-2060年间多年冻土面积分别减少13.81×10^(4) km^(2)、19.51×10^(4) km^(2)、18.02×10^(4)km 2和24.84×10^(4)km^(2),到21世纪末期高原多年冻土出现大规模严重的退化,仅存当前多年冻土面积的69.3%、52.5%、34.4%、26.3%。

摘要： 青藏铁路开通10余年以来,各类冻土工程基本稳定,保证了列车平稳安全的运行,但由于冻土环境的特殊性,仍有部分路段发生了病害,主要发生在桥头路基地段.本文对桥头路基在空间和时间上的分布作了分析,对桥头路基病害发育特征作概括,并从地形、气候、冻土、桥头路基结构等因素进行了原因分析.针对病害原因和整治技术条件,提出了片石换填这一整治桥头路基病害的新方法,并通过地温、水分和压力的监测,验证了片石换填用于整治桥头路基病害效果较好.研究结果为青藏铁路多年冻土区桥头路基维修养护工作提供了参考和依据.

摘要： 随着我国经济建设不断发展,许多工程会面临多年冻土的问题.近些年已经较好得解决了冻土区地质分层、多年冻土上下限等地质问题,但是在划分多年冻土类型方面还有待完善解决.本文对综合物探方法原理进行了分析,从地球物理特征方面进行了论述,对多年冻土类型划分进行了研究,提供了一个新的思路,较好解决了多年冻土类型划分的问题.

摘要： 本文主要研究橡皮山和拉脊山地段多年冻土对管道的危害及其治理方案研究.基于应变原理对管道遭受冻融作用进行力学分析,确定冻土对管道安全的危害程度;并且还对冻土的形成机理和破坏机理进行了系统的研究,分析各种置换物质的冻胀量,为确定最终治理方案奠定理论基础.

摘要： 青藏铁路格拉段多年冻土区路基工程全长占多年冻土区线路总长的78％,冻土路基变形是青藏铁路的养护维修工作的重点,为确保青藏铁路的安全运营,必须对冻土路基采取片石保温护坡等热防护措施.本文通过对多年冻土路基片石保温护坡热防护技术的探讨,为格拉段多年冻土路基的养护维修工作提供借鉴.从资料可以看出:采用片石保温护坡，利用片石层的良好“热开关效应”，减少暖季传人路基地基多年冻土的热量，发挥蓄冷能力和保护冻土能力，使路基基底以下多年冻土上限都有不同程度上升，发生冻胀融沉变形的土层(主要是路基基底以下土层)厚度减小，基底多年冻土得到了有效保护，调整了路基的人为上限形态，对消除路基裂缝、提高路基的热学和力学稳定性是有效的。

摘要： 青藏铁路是我国西部大开发的标志性工程,多年冻土是其主要技术难题之一.在穿越的546.4km长的多年冻土区线路中,共有约85处路堑,其中喷射混凝土防护是路堑边坡主要防护形式之一.自2006年7月开始运营以来,多年冻土路堑喷射混凝土防护边坡相继出现了一些病害.本文在现场调查资料的基础上,总结了喷射混凝土防护路堑边坡的主要病害,并结合典型断面就病害原因展开分析,尝试给出了病害治理措施,探讨了多年冻土区喷射混凝土路堑边坡防护措施的适用条件.

摘要： 基于现场试验工程实测资料的分析,对青藏公路多年冻土区边坡不同排列堆放形式的空心块护坡路基结构的降温效果进行了分析和研究.结果表明,采用空心块护坡可以有效地减缓多年冻土上限下降的速率,维护路基下多年冻土的热稳定性；且沿边坡随意堆放的空心块护坡应用效果要比沿边坡顺坡顺序堆放的空心块护坡略好.通过与相邻修筑的遮阳板护坡降温效果比较,得出三者在维护冻土路基热稳定性方面的工程效果:随意堆放的空心块护坡路基优于遮阳板护坡路基,遮阳板护坡优于沿坡面顺坡顺序堆放的空心块护坡.

摘要： 多年冻土路基的稳定直接关系到青藏铁路的运营安全.本文依据近年来冻土路基的变形和地温监测资料对冻土路基的技术状况进行分析,同时对多年冻土路基工程病害进行分析归类,并提出相应的整治对策.

摘要： 青藏铁路自2006年7月1日开通运营以来,铁路路基基本稳定.然而由于不同区段的地形地貌、工程地质条件、多年冻土条件、地表水及地下水情况复杂多变等因素,给路基带来不利的影响.2010年初通过现场调查,发现在青藏铁路K1435+639桥台处出现冰椎冻害,结合冰椎产生的原因进行了治理措施设计,以疏通水流通道为基本思想,使水尽量远离线路为目标.对该处冰椎进行了治理后,在下一个冻结季节该处未出现冰椎,说明治理方案可行,措施正确合理,达到了根治冰椎的目的.

摘要： 2009年以来在雅库茨克地区进行的土壤热监控程序的结果显示,直到20世纪中叶,城区温度有降低的趋势.同时,监测数据也显示出目前雅库茨克地区的土壤温度并没有发生明显的变化.将这种现象归因于原始冻层,正是由于原始冻层的存在为土壤温度提供了冷却效果。

摘要： 了解冻土路基设计原理,掌握喀喇昆仑公路红其拉甫段冻土的特点,采取有针对性的路基施工方法,防止路基冻胀、融沉造成公路面层损坏.

摘要： 本发明涉及一种穿越多年冻土区与非冻土区的隧道排水系统及其设置方法。在多年冻土段隧道下方设置防寒泄水洞，防寒泄水洞施工扰动会使多年冻土发生融化，导致地层融沉及冻胀，影响隧道整体结构安全。本发明在与多年冻土相接非冻土段设置单层隔热层防冻，设置中心深埋水沟或防寒泄水洞排水；在多年冻土段设置内外双层隔热层防冻与防融化，设置双侧保温边沟排水。通过在多年冻土段与非冻土段交界处设导水洞将洞内非多年冻土段的地下水引至位于隧道下方以外的防寒泄水洞引至洞外，从而不需在多年冻土段隧道下方增加任何排水设施，减少了泄水洞施工对主洞结构安全和施工进度的影响，同时保护冻土的原始状态，利于隧道结构的稳定。

摘要： 本发明涉及一种在多年冻土区用于降温周围冻土、阻止向开挖基坑内汇水的方法，其特征是：在距离设计基坑周边间距为0.5-5m开挖一坑槽，槽深度至地下多年冻土上限以下0-100cm的深度；在坑槽底部铺设冷却管，然后，在冷却管上面和沟槽底部、并沿坑壁铺设隔水膜至地表，用填土回填并夯实；注有循环冷冻液冷却管通过软管与地表制冷机相连。实践证明：本发明通过致冷和隔水的有效组合解决了暖季施工过程中冻土和开挖基坑的冻土融化、失稳，以及地下水的渗水和积水问题，有效保护了多年冻土的稳定，保证了青藏直流联网工程在多年冻土区的正常施工和长期稳定。

摘要： 本发明涉及一种多年冻土区现浇灌注桩结合热管给冻土降温的结构，该结构包括置于多年冻土层内的现浇灌注桩和内设工质的热管。所述热管的下部蒸发段埋在所述现浇灌注桩中，上部冷凝段设在地表和建筑物之间；所述热管的上部设有散热器。本发明结构简单，易于实施，借助热管的工作特性可以显著降低桩基和桩基所处的多年冻土层的温度，从而防止桩基沉降。

摘要： 本发明涉及一种在多年冻土区用于降温周围冻土、阻止向开挖基坑内汇水的方法，其特征是：在距离设计基坑周边间距为0.5-5m开挖一坑槽，槽深度至地下多年冻土上限以下0-100cm的深度；在坑槽底部铺设冷却管，然后，在冷却管上面和沟槽底部、并沿坑壁铺设隔水膜至地表，用填土回填并夯实；注有循环冷冻液冷却管通过软管与地表制冷机相连。实践证明：本发明通过致冷和隔水的有效组合解决了暖季施工过程中冻土和开挖基坑的冻土融化、失稳，以及地下水的渗水和积水问题，有效保护了多年冻土的稳定，保证了青藏直流联网工程在多年冻土区的正常施工和长期稳定。

摘要： 本发明涉及一种穿越多年冻土区与非冻土区的隧道排水系统及其设置方法。在多年冻土段隧道下方设置防寒泄水洞，防寒泄水洞施工扰动会使多年冻土发生融化，导致地层融沉及冻胀，影响隧道整体结构安全。本发明在与多年冻土相接非冻土段设置单层隔热层防冻，设置中心深埋水沟或防寒泄水洞排水；在多年冻土段设置内外双层隔热层防冻与防融化，设置双侧保温边沟排水。通过在多年冻土段与非冻土段交界处设导水洞将洞内非多年冻土段的地下水引至位于隧道下方以外的防寒泄水洞引至洞外，从而不需在多年冻土段隧道下方增加任何排水设施，减少了泄水洞施工对主洞结构安全和施工进度的影响，同时保护冻土的原始状态，利于隧道结构的稳定。

摘要： 本实用新型公开了一种高效开挖多年冻土与冻土层的施工机具，涉及冻土施工设备技术领域。本实用新型包括破土板，破土板的上端固定有安装板，安装板的外侧设置有安装壳，安装壳的中部开设有安装口，安装板的左右侧均开设有凹槽，安装壳的左右端相对应凹槽的位置处均开设有通口，通口的内部均开设有放置口，通口的内部均设置有锁紧板，锁紧板相对应安装板的一端均固定有放置板，第一螺孔和第二螺孔的内部均设置有螺栓，安装壳右方的螺栓上均设置有固定螺母，安装板上端的左右侧均开设有移动口，移动口的内部设置有移动板。本实用新型通过设置安装壳、安装板、固定螺母、螺栓和移动板，解决了现有的冻土施工机具中不具备便于更换的功能的问题。

摘要： 本实用新型涉及一种多年冻土区现浇灌注桩结合热管给冻土降温的结构，该结构包括置于多年冻土层内的现浇灌注桩和内设工质的热管。所述热管的下部蒸发段埋在所述现浇灌注桩中，上部冷凝段设在地表和建筑物之间；所述热管的上部设有散热器。本实用新型结构简单，易于实施，借助热管的工作特性可以显著降低桩基和桩基所处的多年冻土层的温度，从而防止桩基沉降。

摘要： 本实用新型涉及一种适用于多年冻土区冻土隧道的钻孔机具，所述钻孔机具包括钻杆，钻杆顶部设置有水辫，水辫通过输液软管接入液态二氧化碳贮存罐，钻杆底部为钻头；水辫、钻杆、钻头内部设置有上下贯通连接的孔道。本实用新型能对钻头附近的冻土进行降温，减少冻土的融化，从而提高钻孔效率。

摘要： 本实用新型涉及一种穿越多年冻土区与非冻土区的隧道排水系统。在多年冻土段隧道下方设置防寒泄水洞，防寒泄水洞施工扰动会使多年冻土发生融化，导致地层融沉及冻胀，影响隧道整体结构安全。本实用新型在与多年冻土相接非冻土段设置单层隔热层防冻，设置中心深埋水沟或防寒泄水洞排水；在多年冻土段设置内外双层隔热层防冻与防融化，设置双侧保温边沟排水。通过在多年冻土段与非冻土段交界处设导水洞将洞内非多年冻土段的地下水引至位于隧道下方以外的防寒泄水洞引至洞外，从而不需在多年冻土段隧道下方增加任何排水设施，减少了泄水洞施工对主洞结构安全和施工进度的影响，同时保护冻土的原始状态，利于隧道结构的稳定。

摘要： 一种用于多年冻土区埋地管道保持冻土稳定的丁型热棒，其主要是：该蒸发段埋在管道两侧土壤中、冷凝段伸出地面露在空气中的热棒有一根竖直连管，其下端分别与两根另一端封闭的短管相连通，并且该两根短管的夹角为钝角，使热棒的外形大致呈倒置的丁型。上述热棒内抽真空并填充低沸点工质。本实用新型热传输效率高，能有效防止土壤和管道产生不均匀沉降，保持管道的稳定性；无需消耗电能，运行也不需费用，既节约费用又节能；安装简便，不需维护，可长期可靠运行；热棒的温度变化和工作状态容易观察和监测。