青海省柴木鐵路凍土低溫?zé)岚魬?yīng)用條件和效果研究.pdf

1、青藏鐵路建設(shè)實(shí)踐證明，“冷卻地基”是保證多年凍土區(qū)路基工程穩(wěn)定性的有效方法和關(guān)鍵技術(shù)，熱棒路基可以作為凍土區(qū)鐵路路基一種有效的工程結(jié)構(gòu)應(yīng)用。柴木多年凍土區(qū)未進(jìn)行過(guò)任何熱棒路基工程的試驗(yàn)研究工作，相關(guān)研究文章鮮見(jiàn)報(bào)道。由于凍土環(huán)境地質(zhì)條件對(duì)熱棒路基的工程效果影響不盡相同，因此青藏鐵路對(duì)熱棒制冷效果的研究只是一種借鑒，更多的問(wèn)題應(yīng)該結(jié)合柴木地方鐵路具體環(huán)境條件進(jìn)行針對(duì)性研究，才能保證這種結(jié)構(gòu)形式的合理性和科學(xué)性，為長(zhǎng)期可靠運(yùn)營(yíng)提供可靠的技術(shù)

2、支撐。
　　 本文在柴木鐵路連續(xù)兩年凍土區(qū)氣候環(huán)境和多年凍土地溫監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，分析了該區(qū)的寒區(qū)環(huán)境和凍土條件，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和分析計(jì)算，研究了熱棒應(yīng)用技術(shù)的各項(xiàng)參數(shù)、熱棒冷卻地基效果、柴木鐵路熱棒路基的長(zhǎng)期冷卻效果及填土路基潛在病害溫度場(chǎng)及其應(yīng)對(duì)措施等各項(xiàng)內(nèi)容，取得了如下創(chuàng)新性成果：
　　 (1)通過(guò)柴木地區(qū)氣候環(huán)境和多年凍土地溫?cái)?shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)該地區(qū)有較強(qiáng)的年過(guò)余凍結(jié)能力和凍結(jié)數(shù)，接近甚至超過(guò)了青藏鐵路沿線(xiàn)部分地區(qū)；寒

3、季較深土層地溫(熱棒蒸發(fā)段主要埋設(shè)深度)高于柴木多年凍土區(qū)氣溫，具備熱棒應(yīng)用條件；
　　 (2)通過(guò)熱棒現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)單支熱棒對(duì)周?chē)鷥鐾辆哂休^好的冷卻效果；在熱棒路基各路肩孔地表以下1.0m及更深土層負(fù)積溫總量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于天然孔處天然地表的負(fù)積溫值，熱棒路基結(jié)構(gòu)起到了冷卻、儲(chǔ)冷的作用；
　　 (3)在最大融化季節(jié)，熱棒實(shí)驗(yàn)斷面坡腳孔相同深度地溫較無(wú)熱棒斷面低，而熱棒對(duì)路基的冷卻作用不明顯；與各自斷面天然孔比較，熱棒斷面淺

4、層地表各鉆孔地溫相對(duì)較低，體現(xiàn)了熱棒制冷作用，而無(wú)熱棒斷面各位置鉆孔與天然孔地溫非常接近，甚至高于天然孔地溫；
　　 (4)通過(guò)對(duì)熱棒實(shí)驗(yàn)斷面的變形監(jiān)測(cè)及數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)無(wú)熱棒斷面路基變形隨著時(shí)間推移具有較大的波動(dòng)性，其最大變形量可達(dá)236mm，熱棒斷面的路基變形相對(duì)較小，也較為穩(wěn)定，其最大變形量均值僅為53mm，說(shuō)明熱棒路基具有更佳的穩(wěn)定性；
　　 (5)考慮年平均氣溫為-5.3℃，未來(lái)50年氣溫升高2.6℃條件下，數(shù)值

5、分析了普通路基與熱棒路基未來(lái)50年的地溫場(chǎng)變化規(guī)律，結(jié)果顯示，通過(guò)熱棒與非熱棒路基左、右坡腳和路基中心地溫對(duì)比可知，在未來(lái)50年，熱棒對(duì)凍土路基起到了很好的降溫效果，凍土地溫有明顯下降，最大融化深度有所抬升；
　　 (6)在考慮年平均氣溫為-5.3℃，每年氣溫升高0.052℃的條件下，對(duì)3m高度填土路基進(jìn)行溫度場(chǎng)模擬分析，在未來(lái)20年里，路基基底均存在不對(duì)稱(chēng)分布的融化盤(pán)，可能會(huì)造成填土路基縱向斷裂病害的發(fā)生；熱棒路基運(yùn)行第4年，