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1、土建学院交通与环境研究所土建学院交通与环境研究所2008年年7月月多年多年冻土区路基工程土区路基工程常见灾害及处理措施常见灾害及处理措施2024/9/121一、多年冻土的工程特性1 1、冻土的一些基本概念、冻土的一些基本概念、冻土的一些基本概念、冻土的一些基本概念2 2、多年冻土区的工程地质问题、多年冻土区的工程地质问题、多年冻土区的工程地质问题、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多年冻土区路基工程常见灾害及处理措施常见灾害及处理措施2024/9/122参考资料：1徐学祖，王家澄，张立新徐学祖，王家澄，张立新.冻土物理学冻土物理
2、学.北京：科学出版社，北京：科学出版社，2001；2崔托维奇著，张长庆等译崔托维奇著，张长庆等译.冻土力学冻土力学.北京：科学出版社北京：科学出版社.1985；3B.A.库德里雅采夫库德里雅采夫.工程地质研究中的冻土预报原理工程地质研究中的冻土预报原理.兰州大学兰州大学出版社出版社.1992；4吴紫汪吴紫汪.冻土路基工程冻土路基工程.兰州大学出版社兰州大学出版社.1991；5程国栋，何平程国栋，何平.多年冻土地区线性工程建设多年冻土地区线性工程建设.冰川冻土，冰川冻土，Vol.23No.3,2001，213-217；6章金钊章金钊,李祝龙李祝龙,武憼民武憼民.冻土路基稳定性主要因素探讨冻土路基
3、稳定性主要因素探讨.公路公路.2000,(2):17-21。2024/9/1231 1、冻土的一些基本概念、冻土的一些基本概念、冻土的一些基本概念、冻土的一些基本概念冻土冻土冻土冻土：土壤温度低于土壤温度低于土壤温度低于土壤温度低于0 0，土壤中含有冰，土壤中含有冰，土壤中含有冰，土壤中含有冰，具有负温或零度并含有具有负温或零度并含有具有负温或零度并含有具有负温或零度并含有冰冰冰冰的土（岩）体。的土（岩）体。的土（岩）体。的土（岩）体。季节性冻土季节性冻土季节性冻土季节性冻土：地表土壤：地表土壤：地表土壤：地表土壤冬季冻结冬季冻结冬季冻结冬季冻结而而而而夏季又全部融化夏季又全部融化夏季又全部融
4、化夏季又全部融化的土（岩）；的土（岩）；的土（岩）；的土（岩）；多年冻土多年冻土多年冻土多年冻土：持续冻结时间在：持续冻结时间在：持续冻结时间在：持续冻结时间在2 2年或年或年或年或2 2年以上年以上年以上年以上的土（岩）；的土（岩）；的土（岩）；的土（岩）；季节冻结层季节冻结层季节冻结层季节冻结层：每年寒季冻结，暖季融化，其：每年寒季冻结，暖季融化，其：每年寒季冻结，暖季融化，其：每年寒季冻结，暖季融化，其年平均地温年平均地温年平均地温年平均地温00的地的地的地的地壳表层。（针对季节性冻土）；壳表层。（针对季节性冻土）；壳表层。（针对季节性冻土）；壳表层。（针对季节性冻土）；季节融化层季节融
5、化层季节融化层季节融化层：每年暖季融化，寒季冻结，其：每年暖季融化，寒季冻结，其：每年暖季融化，寒季冻结，其：每年暖季融化，寒季冻结，其年平均地温年平均地温年平均地温年平均地温00的地的地的地的地壳表层。（针对多年冻土）；壳表层。（针对多年冻土）；壳表层。（针对多年冻土）；壳表层。（针对多年冻土）；活动层活动层活动层活动层：包括季节冻结层或季节融化层；：包括季节冻结层或季节融化层；：包括季节冻结层或季节融化层；：包括季节冻结层或季节融化层；地温年变化深度地温年变化深度地温年变化深度地温年变化深度：地表以下，地温在一年内相对不变的深度（常：地表以下，地温在一年内相对不变的深度（常：地表以下，地温
6、在一年内相对不变的深度（常：地表以下，地温在一年内相对不变的深度（常用用用用地温年较差地温年较差地温年较差地温年较差0.100.10来判定来判定来判定来判定) )。年平均地温年平均地温年平均地温年平均地温：地温年变化深度处的地温。：地温年变化深度处的地温。：地温年变化深度处的地温。：地温年变化深度处的地温。一、多年冻土的工程特征一、多年冻土的工程特征2024/9/124一、多年冻土的工程特征一、多年冻土的工程特征两种不同冻土类型的温度曲线两种不同冻土类型的温度曲线季季节节性性冻冻土土多年冻土多年冻土2024/9/1252 2、多年冻土区的工程地质问题、多年冻土区的工程地质问题、多年冻土区的工程
7、地质问题、多年冻土区的工程地质问题厚层地下冰厚层地下冰厚层地下冰厚层地下冰冻胀丘冻胀丘冻胀丘冻胀丘冰楔冰楔冰楔冰楔冰锥冰锥冰锥冰锥热融滑塌热融滑塌热融滑塌热融滑塌一、多年冻土的工程特征一、多年冻土的工程特征2024/9/126厚层地下冰厚层地下冰Ground ice2024/9/127冻胀丘冻胀丘Ground ice2024/9/128冰楔ice wedge2024/9/129河冰椎 river icing2024/9/1210热融滑塌热融滑塌2024/9/12112024/9/1212保存在地层中的冻融褶皱2024/9/1213保护冻土的原则：保护冻土的原则：保护冻土的原则：保护冻土的原则：
8、多年冻土作为地基，保证在使用年限多年冻土作为地基，保证在使用年限多年冻土作为地基，保证在使用年限多年冻土作为地基，保证在使用年限内，地基土始终保持冻结状态；内，地基土始终保持冻结状态；内，地基土始终保持冻结状态；内，地基土始终保持冻结状态；预先融化的原则：预先融化的原则：预先融化的原则：预先融化的原则：在线路路基（建筑物）施工之前，使在线路路基（建筑物）施工之前，使在线路路基（建筑物）施工之前，使在线路路基（建筑物）施工之前，使地基融化至计算深度或全部融化。地基融化至计算深度或全部融化。地基融化至计算深度或全部融化。地基融化至计算深度或全部融化。逐渐融化原则：逐渐融化原则：逐渐融化原则：逐渐融
9、化原则：在线路（建筑物）施工和使用过程期间，在线路（建筑物）施工和使用过程期间，在线路（建筑物）施工和使用过程期间，在线路（建筑物）施工和使用过程期间，地基土逐渐融化。地基土逐渐融化。地基土逐渐融化。地基土逐渐融化。二、多年冻土区路基设计原则二、多年冻土区路基设计原则2024/9/1214热融沉陷（热融沉陷（热融沉陷（热融沉陷（路基沉陷翻浆路基沉陷翻浆路基沉陷翻浆路基沉陷翻浆）差异沉降（差异沉降（差异沉降（差异沉降（纵向裂缝、横向裂缝纵向裂缝、横向裂缝纵向裂缝、横向裂缝纵向裂缝、横向裂缝）“ “管涌现象管涌现象管涌现象管涌现象” ”三、路基常用破坏形式三、路基常用破坏形式2024/9/1215
10、热融沉陷热融沉陷路基沉陷翻浆路基沉陷翻浆路基沉陷翻浆路基沉陷翻浆路基沉陷翻浆路基沉陷翻浆路基沉陷翻浆路基沉陷翻浆路基沉陷形成裂缝路基沉陷形成裂缝路基沉陷形成裂缝路基沉陷形成裂缝2024/9/1216横向差异沉降引起公横向差异沉降引起公路纵向裂缝路纵向裂缝2024/9/1217纵向的不均匀沉降纵向的不均匀沉降 横向裂缝横向裂缝2024/9/1218横向的不均匀沉降横向的不均匀沉降纵向裂缝纵向裂缝铁路路基破坏铁路路基破坏（清水河试验段）（清水河试验段）2024/9/1219铁路路基破坏铁路路基破坏 线路不平顺线路不平顺2024/9/1220冻结层上水引起冻结层上水引起“管涌现象管涌现象”2024/
11、9/12211 1、保护冻土（热融沉陷）、保护冻土（热融沉陷）、保护冻土（热融沉陷）、保护冻土（热融沉陷） 主动保护：主动保护：主动保护：主动保护：热棒、片石路基或片石护坡、通风管、遮阳棚热棒、片石路基或片石护坡、通风管、遮阳棚热棒、片石路基或片石护坡、通风管、遮阳棚热棒、片石路基或片石护坡、通风管、遮阳棚（板）（板）（板）（板） 被动保护：被动保护：被动保护：被动保护： 保温材料保温材料保温材料保温材料 2 2、设置加强措施（差异沉降）、设置加强措施（差异沉降）、设置加强措施（差异沉降）、设置加强措施（差异沉降）主动措施：主动措施：主动措施：主动措施：薄弱处设置热棒薄弱处设置热棒薄弱处设置热
12、棒薄弱处设置热棒被动措施：被动措施：被动措施：被动措施：土工格栅土工格栅土工格栅土工格栅3 3、填料的从优选择（、填料的从优选择（、填料的从优选择（、填料的从优选择（“ “管涌现象管涌现象管涌现象管涌现象” ”）选择级配良好渗透性好的土选择级配良好渗透性好的土选择级配良好渗透性好的土选择级配良好渗透性好的土四、病害处理措施四、病害处理措施2024/9/1222主动保护冻土方式：热棒主动保护冻土方式：热棒2024/9/1223主动保护冻土方式：主动保护冻土方式：片石路基片石路基主动保护冻土方式：主动保护冻土方式：片石护坡片石护坡2024/9/1224片石气冷路堤工作原理片石气冷路堤工作原理 2024/9/1225主动保护冻土方式：主动保护冻土方式：通风管通风管傍晚：通风管开始傍晚：通风管开始中午：通中午：通风管关闭风管关闭2024/9/1226主动保护冻土方式：主动保护冻土方式：遮阳板遮阳板主动保护冻土方式：主动保护冻土方式：遮阳棚遮阳棚2024/9/1227被动保护冻土方式：被动保护冻土方式：被动保护冻土方式：被动保护冻土方式：保温材料保温材料保温材料保温材料2024/9/1228主动消除差异沉降：主动消除差异沉降：热棒热棒阳阳坡坡侧侧2024/9/1229土工格栅铁路路基加固 2024/9/1230Thanks2024/9/1231
