多年冻土区路基工程常见灾害及处理措施

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2020/3/93参考资料：[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.多年冻土地区线性工程建设.冰川冻土，Vol.23No.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。2020/3/941、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0.10℃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2020/3/95一、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2020/3/962、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2020/3/97厚层地下冰厚层地下冰Groundice2020/3/98冻胀丘Groundice2020/3/99冰楔icewedge2020/3/910河冰椎rivericing2020/3/911热融滑塌2020/3/9122020/3/913保存在地层中的冻融褶皱2020/3/914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2020/3/915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2020/3/916热融沉陷路基沉陷翻浆路基沉陷翻浆路基沉陷形成裂缝2020/3/917横向差异沉降引起公路纵向裂缝2020/3/918纵向的不均匀沉降横向裂缝2020/3/919横向的不均匀沉降纵向裂缝铁路路基破坏（清水河试验段）2020/3/920铁路路基破坏线路不平顺2020/3/921冻结层上水引起“管涌现象”2020/3/9221、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2020/3/923主动保护冻土方式：热棒2020/3/924主动保护冻土方式：片石路基主动保护冻土方式：片石护坡2020/3/925片石气冷路堤工作原理2020/3/926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2020/3/927主动保护冻土方式：遮阳板主动保护冻土方式：遮阳棚2020/3/928被动保护冻土方式：保温材料2020/3/929主动消除差异沉降：热棒阳坡侧2020/3/930土工格栅铁路路基加固2020/3/931Thanks