路基冻胀

摘要： 以牡佳高速铁路(牡丹江—佳木斯)为研究对象,基于自动监测、水准观测相结合的路基冻胀综合监测系统,通过现场人工观测及自动化监测,研究路基的地温及冻胀变形时空演化规律,揭示牡佳高速铁路路基冻胀变形发展变化过程。结果表明:路基断面不同部位冻胀变形差异整体较小,随里程变化趋势基本一致;路基的冻胀变形以基床表层冻胀为主,冻胀变形在含水率、地温、填料结构、水分变化迁移等因素共同作用下才能发生;路基普遍发生冻胀变形,但通过采取有效的防冻胀措施使变形处于可控状态,冻胀变形量呈逐年降低趋势。

摘要： 铁路路基冻胀受阳光照射角度影响,存在冻胀幅值在线路横向分布不均匀现象,即阴阳坡效应。为研究路基阴阳坡冻胀对路桥过渡段无砟轨道受力与变形的影响,建立无砟轨道-路桥过渡段空间耦合模型,分析路桥过渡段阴阳坡效应比、冻胀幅值、冻胀波长与列车荷载等多种因素下轨道结构受力、层间离缝与钢轨不平顺等特征。研究结果表明:路基冻胀的阴阳坡效应对底座板应力分布及轨道几何不平顺影响较大。阴阳坡效应比从0增至1的过程中,底座板阴坡的应力增幅可达18.6%,钢轨垂向变形量相差可达1.94 mm;冻胀波长10 m,冻胀幅值从5 mm增至10、20 mm时,离缝量增幅可达2.26倍与1.87倍;冻胀幅值10 mm,冻胀波长从10 m增至20 m时,底座板应力减小73.37%,离缝量减小81.66%;路基冻胀导致车辆动力响应大幅增加,路基冻胀的阴阳坡效应导致车辆横向动力指标增大。

摘要： 京哈高铁极端气温低于-30°C,极易造成既有铁路路基冻胀产生不均匀变形,给列车运行安全带来极大隐患。通过填料改良后对土力学指标进行研究分析,将注浆加固技术应用于既有高速铁路路基冻胀处理,基床整体密实度及承载力均得到提高,对路基翻浆冒泥等病害起到了预防作用。通常的冻胀处理手段为整体换填,需要中断行车,工程造价高、处理周期长、施工难度大。研究对基床本体劈裂式注入配比浆液,有效改善了基床的渗透性和冻胀性,对既有线冻胀病害处理具有重要的指导意义。

摘要： 为解决高铁速路路基冻胀导致的病害对高铁正常运营的影响。结合兰新高铁门源至浩门段路基冻胀的具体情况,对该段的冻胀状况进行了调研分析;在此基础上,对路基填料的冻胀特性进行了试验研究,分析了不同影响因素对冻胀的影响规律。研究成果可为高速铁路路基冻胀问题的解决提供依据。

摘要： 文章针对寒区路基工程广泛面临的冻害问题,基于地源热泵技术,构建一种主动温控式路基。通过模型试验,对比了热泵在不同运行模式下的换热特性,结果表明:在连续运行模式下,热泵供热温度最高达95.9°C,吸热温度低至-8.5°C,可以有效防治冻胀。热泵定时运行模式的换热效率优于定温模式,定温模式的启停循环次数多、压缩机能耗大;在定时模式下,随着启停比的增大,供热温度逐渐升高,而吸热温度先降低、后升高,启停比为2∶1时,换热效果最优;面向单线铁路路基冻胀抢险时,建议热泵间距取1.5~3.0 m,热泵功率宜取1.0~2.0 kW,根据冻胀程度动态地控制启停比例。

摘要： 阴阳坡效应会影响高速铁路路基温度场的分布规律,导致路基表层产生不均匀冻胀变形,进而造成无砟轨道产生静态不平顺,影响高速列车运行的平稳性和舒适性。本文建立了考虑阴阳坡效应的冻土水-热-力耦合模型,探究了季冻区高速铁路路基在冻结过程中温度场发展过程以及土体的变形特性,分析了不均匀冻胀变形作用下的CRTSⅢ型板式无砟轨道钢轨不平顺变化规律。计算结果表明:高速铁路路基左右侧边坡由于所受太阳辐射量不同,阴坡冻结时间早于阳坡,而融化时间却晚于阳坡,这是引起路基不均匀冻胀的关键因素。不同线路走向会影响路基上部的温度变化和表层冻胀量,从而使无砟轨道结构变形存在差异。当线路为东北走向时随着走向角的不断增大,下行线的轨道水平不平顺不断减弱,上行线轨道水平不平顺则稍有增加,最终在南北走向时二者趋于一致。因此,在季冻区铁路选线时应最大程度避免东西走向,以尽可能减弱极端情况下的路基阴阳坡现象。

摘要： 为探讨路基冻胀变形对轨道不平顺及结构受力的影响规律,基于ANSYS有限单元分析方法,以哈大高速铁路冻胀区路基段为研究基础,建立了考虑限位凸台、凝胶树脂及层间粘结接触特征的CRTS I型板式无砟轨道-路基冻胀冻融耦合精细化有限元模型.在此基础上,探讨局部冻胀区路基冻胀变形发生位置、不同冻胀波长及幅值对无砟轨道结构的影响,分析了短波冻胀下轨道不平顺、层间离缝特性与静力学性能.结果表明:短波冻胀时无砟轨道结构不平顺范围、变形、离缝、受力等各项指标均随冻胀波长的减小、冻胀峰值的增加而增大;冻胀发生于底座板板中时对轨道结构受力影响最大,冻胀发生于底座板伸缩缝时对轨道结构变形离缝影响最大;相对于轨道板结构,底座板承受拉应力最大,冻胀发生于底座板板中时结构受力影响更大;在轨道结构抗拉强度方面,底座板为限制结构,建议冻胀检修限值的波长为10 m、峰值为5 mm.

摘要： 现阶段,公路建设进程加快,建设工程项目呈现出繁荣的发展态势.为了方便人们的出行,高速公路工程项目数量增多.由于我国的冻土区域较多,受冻胀的影响,严寒地区高速公路修建水平仍存在些许不足.基于此,本文在研究中首先对严寒地区高速公路路基冻胀进行分析.此外,重点研究解决严寒地区高速公路路基冻胀工程问题的具体对策.

摘要： 在车轨耦合动力学理论的基础上,通过对高速列车-无砟轨道-路基耦合系统模型有限元进行分析,研究高速铁路路基不均匀冻胀对列车、轨道的动力学影响,分析不同条件下冻胀变形引起的系统振动响应规律,进而提出相关改善措施以利于系统良性发展.结果表明,路基不均匀冻胀会引起列车与轨道产生互相影响的动态响应,降低了轨道结构的服役性能,同时不利于行车安全.在典型冻胀情况下,列车进入冻胀区域后,在起始位置受到振动所造成的影响比较大;随着路基冻胀波长的增加,对车体的振动影响相继减少,而冻胀峰值的影响则相反.对冻胀波长25 m范围内,特别是10～15 m路基冻胀进行整治,可增强行车安全性和乘坐的舒适性.同时,重点控制路基高冻胀峰值能有效减少轨道结构的疲劳损伤.

摘要： 基于混凝土塑性损伤本构,建立CRTSⅢ型板式轨道冻胀分析模型,计算不同冻胀位置、波长和幅值影响下的轨道非线性损伤行为,确定结构最不利受荷下冻胀位置,进一步分析冻胀波长、幅值变化时轨道结构的损伤发展规律.研究结果表明:冻胀的波峰位置离底座板板缝越远,对轨道结构损伤的影响范围及程度越大;不同的冻胀波长对轨道结构伤损的影响范围与程度不同,波长越短,轨道结构损伤程度越大;轨道结构的冻胀损伤可分为微裂纹萌生阶段、微裂纹急速扩展阶段、二次损伤开裂阶段等3个阶段,为保证轨道结构安全,减少材料损伤的影响,建议将损伤阶段I右端点相对应的冻胀量作为维修管理控制指标;当冻胀波长10 m时,建议控制冻胀量在4 mm以下.研究成果可为季冻区轨道结构的维修提供理论依据.

摘要： 2012年哈大高速铁路发生冻胀现象后,一系列路基冻胀的监测研究工作被相继开展.本文在整理分析大量实测数据基础上,分别从宏观和微观方面出发,多角度地总结提炼了路基冻胀发生发展的规律,理清了与路基冻胀相关联的因素,分析了路基冻胀发生的原因,提出了路基冻胀的防治建议.

摘要： 寒区高速铁路路基冻胀具有不可避免性.本文从高速铁路路基粗粒土填料特性、路基典型冻融发展变化过程、冻胀防控技术等进行了全面的分析研究,研究结果表明:(1)高速铁路路基填料是冻胀的源头应对填料冻胀级别进行细分;(2)造成路基冻胀的主要原因为封闭层部分失效、填料细颗粒含量未严格控制及防冻胀结构不合理等;(3)寒区高速铁路路基冻胀应从设计、建造和运营等阶段进行全过程控制.研究结果对寒区高速铁路路基设计、建造及运营维护具有指导意义.

摘要： 高寒地区高速铁路普遍存在路基冻胀问题.本文通过对京哈高速铁路、沈大高速铁路、长珲城际铁路、丹大快速铁路、哈齐客运专线轨道几何状态变化情况的统计分析,掌握了冻胀发生的时域规律.提出了高寒地区桥梁和路基区段轨道不平顺特征,以及哈大、哈齐不同CRTS-Ⅰ型板和丹大快速有砟轨道不平顺特征.通过分析有砟轨道道砟捣固作业与无砟轨道板精调作业对路基冻胀区段轨道状态的影响,发现了高寒地区铁路轨道冻胀具有"记忆性"的特征.

摘要： 结合实际施工经验，分析产生冻胀与翻浆的主要因素，阐述了路基冻胀与翻浆防治的基本途径，以及各种处理措施。

摘要： 高速铁路对轨道平顺性具有非常高的要求,在季节冻土区建设的铁路面临着路基冻胀问题,由路基冻胀引起的轨道变形严重影响了高速铁路运行的安全性与舒适性.通过对比其他学者关于路基冻胀的处理与防治方法,提出了采用水泥稳定级配碎石代替普通级配碎石作为基床表层填料,同时在路基边坡铺设保温护坡的方法来防治路基冻胀.根据哈大客运专线季节冻土区的地质及气候条件,采用有限元数值仿真方法分析路基基床表层采用水泥稳定级配碎石和在路基边坡加设保温护坡后对路基温度场的影响.并将分析结果与哈大客运专线的现场实测结果进行了对比,验证了有限元数值仿真结果的可靠性,分析结果表明:在基床表层换填水泥稳定级配碎石,同时在路基边坡铺设3.0m高、2.5m宽的保温护坡后可以有效缓解路基的冻胀,与无任何保温措施的普通路基相比,路基中心处的最大冻结深度减小了0.5m,路肩处的最大冻结深度减小了1.1m.

摘要： 目的：研究退化性岛状多年冻土特征及其对公路的影响。方法：依托具体工程，在充分借鉴国内外已有的研究成果的基础上，根据勘探数据分析沿线冻土特征及灾害类型。结果：沿线除呼和地勒德尔和努木尔根高勒河谷段冻土多为富冰—饱冰冻土，强冻胀强融沉外，其余大部分路段含冰量较低，为少冰—多冰冻土，冻胀融沉较弱。结论：在退化性岛状冻土地区修建公路应采取允许融化的设计原则，优选线路，完善排水系统以降低冻土对公路工程的危害。

摘要： 目的：研究退化性岛状多年冻土特征及其对公路的影响。方法：依托具体工程，在充分借鉴国内外已有的研究成果的基础上，根据勘探数据分析沿线冻土特征及灾害类型。结果：沿线除呼和地勒德尔和努木尔根高勒河谷段冻土多为富冰—饱冰冻土，强冻胀强融沉外，其余大部分路段含冰量较低，为少冰—多冰冻土，冻胀融沉较弱。结论：在退化性岛状冻土地区修建公路应采取允许融化的设计原则，优选线路，完善排水系统以降低冻土对公路工程的危害。

摘要： 目的：研究退化性岛状多年冻土特征及其对公路的影响。方法：依托具体工程，在充分借鉴国内外已有的研究成果的基础上，根据勘探数据分析沿线冻土特征及灾害类型。结果：沿线除呼和地勒德尔和努木尔根高勒河谷段冻土多为富冰—饱冰冻土，强冻胀强融沉外，其余大部分路段含冰量较低，为少冰—多冰冻土，冻胀融沉较弱。结论：在退化性岛状冻土地区修建公路应采取允许融化的设计原则，优选线路，完善排水系统以降低冻土对公路工程的危害。

摘要： 目的：研究退化性岛状多年冻土特征及其对公路的影响。方法：依托具体工程，在充分借鉴国内外已有的研究成果的基础上，根据勘探数据分析沿线冻土特征及灾害类型。结果：沿线除呼和地勒德尔和努木尔根高勒河谷段冻土多为富冰—饱冰冻土，强冻胀强融沉外，其余大部分路段含冰量较低，为少冰—多冰冻土，冻胀融沉较弱。结论：在退化性岛状冻土地区修建公路应采取允许融化的设计原则，优选线路，完善排水系统以降低冻土对公路工程的危害。

摘要： 目的：研究退化性岛状多年冻土特征及其对公路的影响。方法：依托具体工程，在充分借鉴国内外已有的研究成果的基础上，根据勘探数据分析沿线冻土特征及灾害类型。结果：沿线除呼和地勒德尔和努木尔根高勒河谷段冻土多为富冰—饱冰冻土，强冻胀强融沉外，其余大部分路段含冰量较低，为少冰—多冰冻土，冻胀融沉较弱。结论：在退化性岛状冻土地区修建公路应采取允许融化的设计原则，优选线路，完善排水系统以降低冻土对公路工程的危害。

摘要： 本发明提供了一种抗冻胀路基系统及路基供热方法，涉及铁路路基维护设备技术领域。该抗冻胀路基系统包括路基本体、散热装置以及地热能装置，散热装置嵌设于路基本体内，地热能装置设置于路基本体所在位置的地下，其用于收集地热能；散热装置与地热能装置之间设置有循环管路，循环管路中具有热媒介质，循环管路用于使地热能装置收集的热量传递至散热装置处。基于本发明的技术方案，当铁路路基的环境温度过低时，地热能装置收集地热能并通过散热装置向路基本体散热，对路基本体进行加热，以使铁路路基的温度升高，避免冻胀。

摘要： 本发明适用于路基工程技术领域，提供了一种路基用内循环式太阳能供热装置，金属集热管的轴线和玻璃管的轴线重合，金属集热管和玻璃管的两端均通过波纹膨胀节进行密封连接，金属集热管的两端分别连接一个金属集热管接头，金属集热管接头延伸至波纹膨胀节的外侧；金属供热管的顶端通过螺纹连接器连通金属集热管底端的金属集热管接头，金属供热管的底端设有锥头导向帽；循环泵由太阳能电池驱动运行，循环泵的入口和金属集热管顶端的金属集热管接头连通，循环泵的出口和循环管路的入口连通，循环管路的出口穿过螺纹连接器延伸至金属供热管的底部，金属供热管和金属集热管的内部均灌注有传热工质。解决现有技术中路基防冻胀效果不好的问题。

摘要： 本发明的实施例提供了一种主动加热增温防冻胀装置及其路基，涉及季节冻土区工程建设病害防治技术领域。主动加热增温防冻胀装置包括集热单元和聚热导管，集热单元用于安装在路基的一侧，集热单元包括支撑支架和安装在支撑支架上的超导热管，其中，超导热管用于吸收太阳能；聚热导管包括相互连通的集热段、绝热段和释热段，其中，集热段与超导热管搭接，集热段用于吸收超导热管传递的热量，并通过绝热段将热量传递至释热段，释热段用于插入路基的内部、并加热路基。该装置及其路基能够通过吸收太阳能并转化为热能传递给路基，并对路基内部土体持续的加热、升温，可避免季节冻土区路基不均匀冻胀、融沉等工程病害的产生。

摘要： 本发明属于道路修复技术领域，具体涉及一种反应式冻土公路路基融化盘冻胀融沉注浆防治方法及装置，该方法包含对施工区域进行地质勘探，确定融化盘分布边界情况；利用DCP成孔，并通过锤击次数评价融化盘的严重程度；在融化盘分布区域进行水反应型聚氨酯注浆孔的布设；在融化盘分布区域进行低放热型聚氨酯注浆孔的布设；在水反应型聚氨酯注浆孔处进行水反应型聚氨酯材料注浆；在低放热型聚氨酯注浆孔处进行低放热型聚氨酯材料注浆。本发明首先利用水反应型聚氨酯与融化盘处水发生反应，吸收融化盘内水分，再利用低放热型聚氨酯填充水反应型聚氨酯未填充到的区域，且形成隔热防护，解决了无法对已运营公路冻土路基融化盘进行处治的问题。

摘要： 本发明属于道路修复技术领域，具体涉及一种抽水式冻土公路路基融化盘冻胀融沉注浆防治方法及装置，该方法包括对施工区域进行地质勘探，确定融化盘分布边界情况；利用DCP成孔，并通过锤击次数评价融化盘的严重程度；在融化盘边界及分布区域进行低放热型聚氨酯注浆孔的布设；在融化盘分布区域布置抽水孔点位；在融化盘边界的低放热型聚氨酯注浆孔处进行低放热型聚氨酯材料注浆形成封闭区；通过抽水孔进行抽水，抽融化盘水时同时在融化盘分布区域的低放热型聚氨酯注浆孔处进行低放热型聚氨酯材料注浆。本发明在融化盘边界位置处注浆防渗形成封闭区，然后在融化盘分布区域通过抽水孔将水抽出来，融化盘分布区域注低放热型聚氨酯进行填充。

摘要： 本发明提供了一种高速铁路路基冻胀处的轨道变形预测方法。该方法包括：利用轨道几何尺寸动态检测数据、气温数据和多处路基冻胀监测数据，以每处路基冻胀为对象，确定了路基冻胀量、冻结深度和轨道变形的关系，建立路基冻胀处轨道变形随温度变化的梯形函数关系；根据所述梯形函数关系预测高速铁路路基冻胀处的轨道变形。本发明利用高速铁路已有轨道几何尺寸动态检测数据和气温监测数据，估计路基冻胀处温度作用下的轨道变形过程。本发明对冻胀引起的轨道变形的预测不依赖于其它现场监测设备和人工分析，保证了分析的效率和准确性，为铁路工务部门管控路基冻胀处的轨道几何尺寸变化、合理制定维修方案和计划提供依据。

摘要： 本发明适用于路基工程建设与维护技术领域，提供了一种针对路基冻胀的热管式太阳光热装置，包括光热转化管，光热转化管外套有光透射管，光热转化管和光透射管之间为真空腔，光热转化管两端分别连接第一接头和第二接头，第一接头上设有端盖使光热转化管的一端形成密封；散热管的一端连接第二接头与光热转化管导通，散热管的另一端设有锥形导向帽，光热转化管的内部和散热管的内部填充有第一传热介质；第一管壳位于光热转化管的内部，第二管壳通过支架固定在散热管的内部，第一管壳的一端和第二管壳的一端通过密封件连接，第一管壳和第二管壳内部导通，第一管壳和第二管壳内部灌注有第二传热介质，解决路基防冻胀措施效果不理想的问题。

摘要： 本发明公开了一种季节性冻土区防路基冻胀的新型纳米热棒高铁路基，为季节性冻土区高速铁路路基防冻胀设计及冻胀治理提供新手段。新型纳米热棒技术以“主动防治”为核心思想，使用太阳能驱动，无动力加热输入热量，升高土体温度，降低路基季节活动层冻深，达到消除或减小冻胀导致的路基纵向不平顺和横向变形差异的目的。此外，在既有线路冻胀防治方面，大部分工程措施在应用过程中面临着施工难度大、营业线天窗时间短的限制，而热棒具有施工简单、对路基结构和运营线干扰少、生态环境影响小的突出优点。本发明利用纳米热棒技术来消除或减少高铁路基冻胀的产生与发展，确保在低温季节路基的稳定性和列车运营安全。

摘要： 本发明的实施例提供了一种平躺式加热增温防冻胀装置及其路基，涉及季节冻土区工程建设技术领域。平躺式加热增温防冻胀装置包括集热单元和聚热管，集热单元用于安装在路基的一侧，集热单元包括保护底板和安装在保护底板上的超导热管；聚热管包括相互连通的吸热段和放热段，其中，吸热段与超导热管搭接，放热段用于插入路基内部，超导热管用于吸收太阳能、并传递热量至吸热段，以加热吸热段，吸热段用于将吸收的热量传递至放热段，放热段用于加热路基，使路基始终处于净吸热，并且内部热量不断累积，实现路基均衡、平整加热，从而达到季节冻土区路基冻胀、不均匀起伏等工程病害产生的目的。

摘要： 本实用新型公开了一种季节性冻土区防路基冻胀的新型纳米热棒高铁路基，所述路基由一层C25纤维混凝土包裹，所述路基内部填料由上到下依次为级配碎石层、两布一膜、防冻胀性A/B组填料层、普通A/B组填料层和素土夯实层；所述路基两侧开设有一个以上的纳米热棒安装孔，每个安装孔内对应设置有一个纳米热棒(3)。本实用新型为季节性冻土区高速铁路路基防冻胀设计及冻胀治理提供新手段。新型纳米热棒技术以“主动防治”为核心思想，使用太阳能驱动，无动力加热输入热量，升高土体温度，降低路基季节活动层冻深，达到消除或减小冻胀导致的路基纵向不平顺和横向变形差异的目的。