高溫-高含冰量凍土通風(fēng)管路基穩(wěn)定性分析.pdf

1、隨著全球氣候變暖，青藏高原多年凍土將逐步退化成高溫凍土。修筑在凍土上的道路工程將因凍土溫度的變化，其穩(wěn)定性也將受到影響。高溫-高含冰量凍土作為高溫凍土的一種特殊的類型，其具有溫度敏感性大、變形能力強的特點，更容易引起路基發(fā)生病害。在多年凍土區(qū)已修建的道路工程中采用碎石路基、通風(fēng)管路基、保溫板和遮陽板等措施防止多年凍土退化。本文選取通風(fēng)管路基為研究對象，研究高溫-高含冰量凍土下通風(fēng)管路基穩(wěn)定性的影響。
　　本文以青海省內(nèi)某公路的通風(fēng)

2、管路基段為依托。在有、無滲流情況下，通過將通風(fēng)管邊界溫度設(shè)置成最高溫度不變、最低溫度階梯狀的變化形式，對路基溫度場進行模擬分析。并在溫度場的基礎(chǔ)上對通風(fēng)管路基的穩(wěn)定性進行分析，主要進行了以下幾個方面的研究:
　　(1)在通風(fēng)管邊界溫度設(shè)置成最低溫度依次增加、最高溫度保持不變的形式的基礎(chǔ)上，進行路基溫度場數(shù)值計算。本文設(shè)置條件下的通風(fēng)管具有與傳統(tǒng)設(shè)置條件下通風(fēng)管良好的降溫效果，且路基下凍土表現(xiàn)出溫度分布上的橫向不均勻性。
　　

3、(2)通過路基的陰陽坡與通風(fēng)管不同形式的組合分析得出:路基的陰陽坡效應(yīng)不同程度的影響著通風(fēng)管的降溫效率。路基的陰陽坡效應(yīng)對于路基溫度場的影響較大，陽坡可以明顯的加熱路基土體的溫度，陰坡可以明顯的降低路基土體的溫度，加劇了路基下凍土溫度橫向的不均勻性。
　　(3)在滲流的情況下，攜帶熱量的入滲水分加深了凍土的融化深度，凍土上限均有不同程度的下降。在通風(fēng)管邊界最低溫度依次增加、最高溫度保持不變的條件下，水分的入滲加劇了路基下凍土溫度橫

4、向的不均勻性。
　　(4)路基邊坡穩(wěn)定性的數(shù)值計算分析中得出:在融化期，不管采用何種材料進行填筑路基，隨著融化深度的增加，邊坡穩(wěn)定系數(shù)都隨之降低，降低的幅度越來越大。在相同的融化時間，隨著路基邊坡坡度的增加，路基邊坡的穩(wěn)定系數(shù)也隨之降低，降低的幅度隨時間而減緩。在高溫-高含冰量凍土區(qū)路基采用1∶1.75邊坡坡度，其穩(wěn)定性最好，當采用1∶1.25時，路基邊坡穩(wěn)定性最差。
　　(5)對于通風(fēng)管路基，兩種斷面的邊坡穩(wěn)定性具有相似的

5、規(guī)律，都是隨著融化時間的增加，邊坡穩(wěn)定系數(shù)也隨之減小;隨著邊坡坡度的增加，其邊坡穩(wěn)定系數(shù)也隨之減小。
　　(6)通過對通風(fēng)管路基兩種不同斷面的邊坡穩(wěn)定分析;發(fā)現(xiàn)兩種不同的破壞形式，即坡腳破壞和坡肩破壞。坡腳發(fā)生破壞的機理為:高溫-高含冰量凍土強度較低，不足以承受上部傳遞的荷載，且高溫-高含冰量凍土具有較強的變形能力和較低抗剪強度，因此在坡腳處發(fā)生破壞，直至滑動面貫穿整個路基。在坡腳處的土體受到推擠形成隆起。坡肩發(fā)生破壞是由于:經(jīng)歷