青藏高原铁路路基倾填片石护坡试验研究
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青藏铁路多年冻土区片石护坡积沙段降温效果监测与分析赵相卿; 程佳; 韩龙武; 蔡汉成; 孟进宝【期刊名称】《《铁道标准设计》》【年(卷),期】2019(063)011【总页数】6页(P8-13)【关键词】青藏铁路; 多年冻土; 路基; 片石护坡; 积沙; 降温效果【作者】赵相卿; 程佳; 韩龙武; 蔡汉成; 孟进宝【作者单位】中铁西北科学研究院有限公司兰州730000; 青海省冻土与环境工程重点实验室青海格尔木816000【正文语种】中文【中图分类】U213.1+5引言多年冻土的融沉问题是寒区铁路能否安全修建和正常运行的关键问题之一[1-5]。
为了防止地基多年冻土融化引起路基融沉变形,国内外学者提出了主动冷却路基的思路[6-9]。
片石、碎石路堤作为主动保护多年冻土的措施之一,被广泛应用于青藏铁路路基。
在全球气候转暖的大背景下,多年冻土区路基的稳定性问题是青藏铁路建设和安全运营必须解决好的首要技术难题。
在铁路通车运营后,受施工条件的制约,一些工程措施无法采用,而片(碎)石层护坡具有保温效果显著、布设施工灵活的特点,是多年冻土区路基补强和病害整治的首选措施[10-11]。
青藏铁路多年冻土区的片石护坡路基的大量使用,起到了降低路基基底多年冻土温度和调节多年冻土人为上限形态的作用,为青藏铁路的安全运营提供了技术保障[12-14]。
青藏铁路多年冻土区沿线沙害主要分布在河谷及湖泊附近,主要有:红梁河、秀水河、北麓河、沱沱河、扎加藏布、措那湖等。
在风沙危害严重地段,片石护坡孔隙被沙害掩埋,改变了片石层传热特性,影响片石护坡的降温效果[15-17]。
因此,有必要对片石护坡被沙害掩埋后的降温效果进行深入研究,分析其对多年冻土路基的影响程度,为多年冻土区路基片石护坡病害整治对策提供科学依据[18-20]。
1 监测断面工程概况为了更好地了解沙害掩埋下片石路基工作状态及降温效果,选择青藏铁路沿线多年冻土区腹地同一地貌单元的北麓河盆地内两段相距较近的积沙和无积沙片石护坡路基进行现场监测。
青藏铁路安多段抛片石路基温度与变形规律分析薛强;王连俊【摘要】介绍青藏铁路安多段冻土路基稳定性监测工程的监测方案、技术关键,通过对2个冻融周期内冻土融化深度、地温变化规律、冻土多年上限、冻胀板变形的分析,发现多年冻土上限上移,地温波动滞后于气温波动,上限附近地温基本不变且呈负温,有利于多年冻土的保护,说明抛片石路基起到了积极作用,为评价高原、高寒、冻土地区路基稳定性提供可靠依据;对青藏铁路的运营、维护具有重要的现实意义.【期刊名称】《铁道标准设计》【年(卷),期】2006(000)009【总页数】3页(P4-6)【关键词】青藏铁路;地温;人为上限;抛片石路基【作者】薛强;王连俊【作者单位】北京交通大学土木建筑工程学院,北京,100044;北京交通大学土木建筑工程学院,北京,100044【正文语种】中文【中图分类】U213.1+4青藏铁路格尔木至拉萨段穿越550 km的多年冻土地区,在多年冻土区修筑铁路,将会遇到冻土工程问题,轻则导致火车限速,线路维修费用高;重则常常引起行车中断。
如何减少冻土区铁路工程问题,是国际冻土界一直研究的课题。
在俄罗斯、美国、加拿大等国家为此曾做过一些深入的研究,如采用强有力的排水系统、遮阳棚、热棒、通风路堤及反光道碴等,均取得了良好的效果[1]。
在国内,1960年中铁西北科学研究院科研人员在风火山进行的碎石路基工程试验表明,碎石层在暖季能有效减少热量传入地基中,具有明显的热屏蔽效应,寒季能显著提高冷量的传入,对多年冻土起到保护作用;70年代,中国科学院兰州冰川冻土研究所科研人员在青海热水地区进行的块石通风路堤试验进一步证实了块石层加速冷却基底、增加地中冷储量的作用[2]。
青藏铁路采用冷却路基的思路,积极保护多年冻土。
安多试验段采用的抛片石通风路基就是其中一种方法。
它是用一定粒径且无固定级配的片石抛填一定厚度,填筑在土质路堤底部,这种多孔隙片石修筑的路堤,透风性能高,其结构形式如图1所示。
青藏铁路沱沱河段路基边坡植物护坡根系力学强度试验研究胡夏嵩;陈桂琛;周国英;徐文华;李国荣;乔娜;余芹芹【摘要】以青藏铁路沱沱河段路基边坡作为试验区,且在试验区路基边坡两侧种植了乡土护坡草本植物垂穗披碱草,通过对种植在试验区路基阴坡、阳坡生长5年的垂穗披碱草,做了野外原位根系拉拔试验,获得了垂穗披碱草根系抗拔力.研究表明:种植在阳坡的垂穗披碱草根系抗拔力为30.88N,阴坡抗拔力为23.52N,即种植在阳坡的垂穗披碱草根系抗拔力显著大于阴坡,影响其抗拔力大小的主要因素与土壤含水量及其变化有密切关系,试验区阳坡接受光照时间、程度均强于阴坡,试验区阳坡坡面土壤水分蒸发量大于阴坡这种差异形成阴坡、阳坡坡体土壤含水量不同的主要原因;垂穗披碱草根系抗拔力大小与须根数量、根径、根长、株高、根表面积、分蘖数之间均呈线性关系,其中抗拔力与须根数量之间呈显著性线性相关,阳坡垂穗披碱草抗拔力随根系数量增加的幅度显著大于阴坡,即当须根数量为40~60条时,阳坡垂穗披碱草的抗拔力集中分布在11~25N,阴坡抗拔力分布在8~15N;当须根数量为60~140条时,阳坡垂穗披碱草的抗拔力分布在30 ~70N,阴坡抗拔力为20~ 50N.根据路基边坡阴坡、阳坡垂穗披碱草根系抗拔力试验结果,评价了阴、阳两种坡向条件下垂穗披碱草根系护坡力学贡献,这对青藏铁路路基边坡种植草本植物实现该边坡与周边自然生态环境之间的协调发展具有理论指导意义.%The Tuotuohe river region roadbed slopes lying along the Qinghai-Tibet railway were taken as the testing area, and Elymus nutans was planted at both sides of the slopes. The pull-out resistance was obtained by the in situ pull-out test in the testing area where five-year growth period Elymus nutans was planted at both the shading and the solar roadbed slopes, and the pull-out resistance value was obtained. The pull-out resistance valuefor solar roadbed slope is 30. 88 N and 23. 52 N for shading roadbed slopes, which shows that the soil moisture is the key factor affecting the roots' pull-out resistance. The longer shining time, the stronger intensity, and the larger evaporating amount of the solar slope contribute greatly to the different soil moisture in the solar and shading slopes. There exists a linear relationship between the pull-out resistance and the fibrous roots quantity, the roots diameter, the roots length, the above-ground biomass tall, the number of tillering and the roots surface area. The higher increasing amplitude exists between the pull-resistance and the fibrous roots quantity in the solar roadbed slope, which is obviously larger than that in the shading roadbed slope. When the number of fibrous roots ranges from 40 to 60, the roots pull-out resistance value of solar roadbed slope is between UN and 25 N, the roots pull-out resistance value of the shading roadbed slope ranges from 8 N to 15 N; when the number of fibrous roots ranges from 60 to 140, the roots pull-out resistance value of solar roadbed slope is between 30 N and 70 N, and the roots pull-out resistance value of shading roadbed slope is between 20 N and 50 N. According to the roots mechanical strength of Elymus nutans, the mechanical contribution for slopes stability of Elymus nutans planted at the solar roadbed slope is relatively greater than that in the shading roadbed slope. The achievements can provide a theoretical guide for the research region and areas with the same ecological and geological environments for sowing herb species seeds for slope protection with vegetation.【期刊名称】《水文地质工程地质》【年(卷),期】2012(039)001【总页数】7页(P107-113)【关键词】青藏铁路;沱沱河;路基边坡;植物护坡;根系力学强度【作者】胡夏嵩;陈桂琛;周国英;徐文华;李国荣;乔娜;余芹芹【作者单位】青海大学地质工程系,西宁 810016;中国科学院青海盐湖研究所,西宁810008;;中国科学院西北高原生物研究所,西宁810000;中国科学院西北高原生物研究所,西宁810000;中国科学院西北高原生物研究所,西宁810000;青海大学地质工程系,西宁 810016;青海大学地质工程系,西宁 810016;青海大学地质工程系,西宁 810016【正文语种】中文【中图分类】TU413青藏铁路格唐段(格尔木—唐古拉山垭口),地处世界上海拔最高、气候条件恶劣有世界屋脊之称的青藏高原[1],跨越长江源多年冻土区的高寒植被生态系统和昆仑山北麓柴达木盆地南缘的荒漠生态系统,沿线植被与生态具有独特性、原始性和脆弱性等特点[2],青藏铁路是一条从北到南横穿青藏高原腹地的重要交通设施工程,青藏铁路格唐段北起格尔木市,经西大滩、昆仑山、楚玛尔河、北麓河、沱沱河、唐古拉山垭口,全长591.58km,线路跨越地处长江源多年冻土区的沱沱河[3]。
青藏铁路碎石护坡路基长期效果分析刘争平【摘要】采用碎石护坡路基是多年冻土地区主要的工程处理措施。
本文依据2003-2011年青藏铁路楚玛尔河地区碎石护坡路基的地温及沉降数据,对其长期效果进行分析。
结果表明:采用碎石护坡路基能有效冷却地基和保护多年冻土,路基下地温总体上呈现降低趋势,竣工后2年内冻土人为上限有明显抬升,2005年以后上限基本稳定,冻土路基逐渐呈现出热稳定状态;碎石护坡对于减少路基阴阳坡的地温差异有显著作用;碎石护坡路基填筑完成后,其前期沉降较大,后期逐渐减小,2007年以后每年的沉降量均在10 mm以内,路基呈现出长期稳定状态;碎石护坡施工对铁路运行影响小,故对于冻土铁路可采用碎石护坡措施进行路基补强。
%T he rubble slop embankment is the main engineering measures in permafrost region. T his paper studied the long-term effect of the rubble slope embankment according to the ground temperature and settlement data in Chumaer river region of Qinghai-Tibet railway during 2003 to 2011. The results showed that the rubble slope embankment can effectively cool foundation and protect permafrost,the ground temperature under the roadbed shows a decreasing trend and the artificial upper limit of permafrost has been uplifted obviously in two years of completion,the upper limit is beginning to stabilize after 2005 and the permafrost roadbed gradually shows in thermal stable state,the rubble slope embankment has a significant role in reducing the ground temperature difference of both sides of the roadbed,the early settlement is big and the later settlement is small after the rubble slope embankment construction,the annualsettlement is within 10 mm after 2007 and the roadbed is in stable state over a long period of time,the construction of the rubble slope embankment has little effect on railway operation which means we could use the rubble slope measures for roadbed reinforcement of permafrost railway.【期刊名称】《铁道建筑》【年(卷),期】2014(000)010【总页数】4页(P69-72)【关键词】青藏铁路;多年冻土;碎石护坡路基;长期监测【作者】刘争平【作者单位】中铁第一勘察设计院集团有限公司地路处,陕西西安 710043【正文语种】中文【中图分类】U213.11 概述青藏铁路格尔木至拉萨段全长1 142 km,其中穿越连续多年冻土地区长约550 km[1]。
第25卷第8期岩石力学与工程学报V ol.25 No.8 2006年8月Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering Aug.,2006 冻土地区一种新型抛石护坡路基的研究全晓娟1,李宁1,2,李国玉1(1. 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所冻土工程国家重点实验室,甘肃兰州 730000;2. 西安理工大学岩土工程研究所,陕西西安 710048)摘要:通常认为青藏铁路抛石护坡具有热二极管效应,可保护路基下的冻土。
而实际情况是,在青藏高原昼夜温差比较大及高原强风的条件下,抛石护坡内发生的强迫对流将使传统抛石护坡的热二极管效应减弱或消失。
应用数值仿真手段在理论上研究这种发生在抛石护坡内的强迫对流对4种传统护坡温度场的影响,即普通路基(边坡上只覆盖砂土层,无碎石层)、开放型抛石护坡、封闭护坡(碎石护坡上使用绝热材料),以及保温护坡路基(碎石护坡上加保温材料并以砂土覆盖)。
研究结果表明:传统抛石护坡在高原强风的情况下,已基本失去通过主动降温来保护冻土的效果。
就此,在研究中提出一种新型抛石护坡路基,即遮阳挡风型抛石护坡。
经过数值仿真研究发现,这种新型路基不仅可很好地冷却地基,也可解决风砂填埋护坡和太阳辐射引起的阴阳坡问题。
关键词:基础工程;抛石路基;热二极管效应;降温效果;新型抛石护坡中图分类号:TU 475+.2;O 241 文献标识码:A 文章编号:1000–6915(2006)08–1645–07 STUDY ON EMBANKMENT WITH NEW-TYPE ROCK REVETMENT INPERMAFROST REGIONSQUAN Xiaojuan1,LI Ning1,2,LI Guoyu1(1. State Key Laboratory of Frozen Soil Engineering,Cold and Arid Regions Environmental Engineering Research Institute,ChineseAcademy of Sciences,Lanzhou,Gansu730000,China;2. Institute of Geotechnical Engineering,Xi′an University of Technology,Xi′an,Shaanxi710048,China)Abstract:In the last researches,it is usually considered that rock revetment and cracked rock embankments have the thermal diode effects,which can protect the frozen soil beneath the embankments from thawing in high temperature regions. But this is not the case completely,the effect of the larger diurnal-nocturnal air temperature difference,and the strong wind in Qinghai—Tibet Plateau will weaken or vanish the thermal diode effects,which are mainly caused by the forced convection in slope. To study the heat transfer mechanism and the cooling effects on the permafrost of the ripraped embankment under different boundary conditions,four kinds of embankments are studied with numerical simulation as follows:(1) normal embankment,consisting of sandy soil without crushed rock layer;(2) open rock revetment;(3) insulation slope being covered with insulation material;and (4) enclosed embankment. It is concluded that the traditional rock revetment can not take the advantages of the thermal diode effects to the full extension,and it is not satisfactory in maintaining the permafrost. This kind of temperature field effect caused by forced convection through numerical method is proposed;and a new type rock revetment is put forward,which can also be called sunshade-blocking-wind rock revetment. Through the numerical simulation,it is found that the new kind of crushed embankment has a better cooling effect;at the same time,the收稿日期:2005–03–11;修回日期:2005–06–27基金项目:中国科学院知识创新工程重大科研资助项目(KZCX1–SW–04)作者简介:全晓娟(1976–),女,博士,2005年于中国科学院寒区旱区环境与工程研究所获博士学位,主要从事寒区岩土工程方面的研究工作。
青藏高原,被誉为“世界屋脊”,是我国最大的高原地区,其地理位置特殊,生态环境脆弱,气候条件恶劣,因此在进行基础设施建设时,护坡工程显得尤为重要。
本文将探讨青藏高原护坡工程施工的相关问题。
一、青藏高原护坡工程的特点1. 高海拔带来的低氧环境:青藏高原海拔较高,氧气含量较低,这对施工人员的身体带来一定的挑战,同时也会对施工设备产生一定的影响。
2. 恶劣的气候条件:青藏高原气候条件恶劣,温差大,冬季寒冷,夏季炎热,且风力较大,这对护坡工程的施工带来一定的困难。
3. 地质条件复杂:青藏高原地质条件复杂,地层不稳定,容易发生地质灾害,如滑坡、泥石流等,这对护坡工程的设计和施工提出了更高的要求。
4. 生态环境脆弱:青藏高原生态环境脆弱,施工过程中需要充分考虑环境保护,尽量减少对生态环境的破坏。
二、青藏高原护坡工程施工的技术要点1. 合理选择护坡材料:根据青藏高原的气候条件和地质条件,合理选择护坡材料,如砌石、混凝土、钢筋混凝土等,以保证护坡工程的稳定性和耐久性。
2. 科学设计护坡结构:针对青藏高原的特殊地质条件,科学设计护坡结构,如采用锚固法、桩基法等,以提高护坡工程的抗滑性能。
3. 施工过程中的安全控制:由于青藏高原气候恶劣、地形复杂,施工过程中要重视安全控制,如加强施工现场的管理,要求施工人员佩戴防护用品,定期进行安全培训等。
4. 环境保护:在施工过程中,要充分考虑环境保护,尽量减少对生态环境的破坏。
例如,合理布置施工现场,避免对周边生态环境的干扰;施工结束后,及时恢复地貌,植树造林,提高生态环境的恢复能力。
三、青藏高原护坡工程的管理与养护1. 建立健全管理制度:建立健全青藏高原护坡工程的管理制度,明确责任分工,确保工程质量和安全。
2. 强化施工监理:加强对青藏高原护坡工程施工的监理,确保施工进度和质量符合设计要求。
3. 定期进行养护维修:青藏高原气候条件恶劣,护坡工程容易受到损坏,因此要定期进行养护维修,确保工程的稳定性和耐久性。
青藏铁路沙害路段片石路基的工程问题及其对策研究
王崇新;武小鹏
【期刊名称】《铁道标准设计》
【年(卷),期】2009(0)S1
【摘要】为了维持多年冻土区路基的稳定,青藏铁路部分多年冻土区路段采用了片石气冷碎石护坡组合路基结构主动保护多年冻土。
在青藏铁路沿线的红梁河、秀水河、沱沱河等地,风沙活动强烈,多处发生了片石路基上积沙的现象。
分析片石层积沙后对冻土地基的影响,并基于现场试验结果,研究了片石气冷碎石护坡组合路基片石层表面封闭条件下,对其冷却路基效果的影响,据此提出在风沙活动地段片石路基保持工程效果的对策。
【总页数】4页(P54-56)
【关键词】青藏铁路;片石路基;降温效果
【作者】王崇新;武小鹏
【作者单位】中铁一局集团有限公司;中铁西北科学研究院有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】U213.14
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1.青藏铁路多年冻土区块石路基碎石护坡工程效果研究 [J], 崔富强
2.青藏铁路片石通风路基工程 [J], 张静涛
3.青藏铁路运营期间低温冻土区片石气冷路基工程效果分析 [J], 刘端
4.青藏铁路片石层表面开放与封闭的片石气冷-碎石护坡组合路基降温效果试验研究 [J], 武小鹏;王小军;刘保升
5.青藏铁路片石气冷路基工程试验研究 [J], 李宁;魏庆朝;魏静
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青藏铁路片石护坡路堤温度特性分析
魏静;许兆义;包黎明;葛建军
【期刊名称】《工程地质学报》
【年(卷),期】2005(013)004
【摘要】通过对青藏铁路清水河段片石护坡路堤和普通路堤实体工程进行的地温监测,对比分析了两种路堤体内及基底的温度特性,分析结果表明采用片石护坡措施的路堤,与普通路堤相比,降温效果好,负积温量值大,最大融化深度抬升幅度也较大,因此,片石护坡能够有效发挥降低地温、保护多年冻土的作用.
【总页数】8页(P494-501)
【作者】魏静;许兆义;包黎明;葛建军
【作者单位】北京交通大学土建学院,北京,100044;铁道第一勘察设计院地路处,兰州,730000;北京交通大学土建学院,北京,100044;铁道第一勘察设计院地路处,兰州,730000;铁道第一勘察设计院地路处,兰州,730000
【正文语种】中文
【中图分类】U416.1
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1.青藏铁路多年冻土区碎石护坡与片石护道路基冷却效果对比分析 [J], 徐连军;吴学健
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3.青藏铁路片石层表面开放与封闭的片石气冷-碎石护坡组合路基降温效果试验研究 [J], 武小鹏;王小军;刘保升
4.青藏铁路多年冻土区片石护坡积沙段降温效果监测与分析 [J], 赵相卿; 程佳; 韩龙武; 蔡汉成; 孟进宝
5.青藏铁路清水河段片石护坡路堤温度特性研究 [J], 魏静;许兆义;李成;包黎明;葛建军
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