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青藏铁路通风路堤室内模型试验研究

文章出处:未知网责任编辑:欧可仪器作者:欧可仪器发表时间:2015-03-13 10:16【
青藏铁路通风路堤室内模型试验研究
  青藏铁路格尔木 -拉萨段将穿越的连续多年冻土区达 550 km ,在此范围内, 影响路基稳定性的最大问题是冻土问题。由于全球气候变暖和铁路工程对冻土的双重影响 ,使得路基的设计和施工面临着很大的难度。多年冻土天然热状况和地下冰是影响路基稳定性的最为重要的因素 ,选用何种路基结构 ,以保护冻土不致退化是工程设计的主导原则。
  青藏高原年平均气温 -4. 0 ~ 6. 9 ℃,冻土 、地下冰发育, 在这样的地区建筑铁路属世界首次。面对气候变暖和工程作用下的冻土退化 ,为保证路基的稳定性 ,路基工程结构的选取 、 设计是十分重要的 。
  就目前青藏高原的气候环境和工程地质条件而言 ,最具危害性的问题应是冻土退化 、路基融沉问题 。
  实际上 ,已发生的大多数冻土区铁路病害是由于冻土退化( 无论全球气候变暖或工程作用影响) 所引起。例如, 俄罗斯贝加尔湖至阿穆尔河( 黑龙江) 铁路路基变形中, 约 70%是由于冻土退化所引起目前 ,出于保护冻土的原则,铁路建设中设计和科研人员提出并采用的方法包括抛片石( 碎石) 护坡、 埋设保温材料、 加宽、加高路堤及通风路堤等, 在这些方法中 ,通风路堤是一种主动的方法。采用主动保护冻土的设计思路进行铁路路基建设, 在工程完工后的维护阶段, 可以有效地降低维护费用,从而提高铁路的运营效益; 而被动方法的出发点在于克服或延缓由于冻土退化造成的路基破坏, 在长期的冻土退化背景下 ,路基仍然可能会出现一系列的问题,并需要不断地投入维护费用。
  通风基础曾被广泛地应用于车库、仓库 、 储油罐及房屋等建筑物 ,其原理是通过低温空气在通风空间中的运移 ,将周边建筑物及土体中的热量带走 ,从而达到保护原天然冻土或使其上限略有上升的目的。工程建设和研究资料介绍的通风基础包括两种类型: 其一是将两端开口的直管平行铺设于基础土体中 , 其二是基于“烟囱效应”而将通风管两端延长不同的竖向段 , 在室内试验研究中, 考虑到高原大风天气为主的特点, 采用了第一种铺设方法, 即通风管平行埋设于主导风向的方向上通风基础的应用在国内冻土地区已经十分普遍,对其研究已有较多的资料 ,在青藏高原地区也曾进行过试验研究, 但通风路堤的研究目前却十分少见,这也是与高原冻土地区落后的基础工程状况有关。目前,对高原公路研究涉及到路基和隧道  ,但高原冻土区铁路路基研究相对十分薄弱 ,随着青藏铁路的建设 ,对于铁路面临的冻土问题,设计和科研人员都试图采取一些新的工程措施 ,但在没有先例的情况下,其工程效果如何将是一关键性问题。针对这种状况,在现场试验路段施工之前, 笔者开展了通风路堤大型室内模型试验研究,并主要针对路堤土体内的温度发展和分布状况开展工作.