線瑪多至色吾溝公路沿線多年凍土區(qū)地溫特征分析

青藏高原多年凍土(以下簡(jiǎn)稱凍土)具有地域分布廣、厚度薄及穩(wěn)定性差等特征.過去幾十年的氣候變暖背景下,凍土廣泛退化,地溫升高,夏季最大融化深度加深,冬季凍結(jié)深度減小.凍土已經(jīng)產(chǎn)生下引式、上引式和側(cè)引式退化.凍土層厚度減薄,或者在某些地區(qū)徹底消失.凍土退化模式研究在凍土學(xué)、寒區(qū)工程和寒區(qū)環(huán)境管理方面具有重要意義.由南至北穿越560km凍土區(qū)的青藏公路沿線(簡(jiǎn)稱青藏線)凍土在青藏高原腹地具有很好的代表性.在水平方向上,凍土退化在多年凍土下界附近的零星凍土分布區(qū)、融區(qū)邊緣和島狀凍土區(qū)表現(xiàn)得更為明顯.當(dāng)最大季節(jié)融化深度超過最大季節(jié)凍結(jié)深度時(shí),凍土開始下引式退化;通常形成融化夾層,造成多年凍土和季節(jié)凍結(jié)層不銜接.當(dāng)多年凍土層中地溫梯度減小到小于下伏或周邊融土層時(shí),則產(chǎn)生上引式或側(cè)引式退化.下引式退化進(jìn)程可分為4個(gè)階段:(1)初始退化階段,(2)加速退化階段,(3)融化夾層階段,(4)最終多年凍土徹底融化為季節(jié)凍土階段.當(dāng)多年凍土中地溫梯度降至下伏融土層地溫梯度以下時(shí),則產(chǎn)生上引式退化.3種類型凍土溫度曲線(穩(wěn)定型、退化型和相變過渡型)展現(xiàn)了這些退化模式.雖然存在不同地段和類型的地溫特征,三種退化模式的各種組合最終將使多年凍土消融,轉(zhuǎn)變成季節(jié)凍土.過去25年來(lái),青藏線凍土年平均下引式退化速率變化在6～25cm,年平均上引式退化速率在12～30cm,零星多年凍土區(qū)年平均側(cè)引式退化速率為62～94cm.這些觀測(cè)結(jié)果超過所報(bào)道的過去20年來(lái)阿拉斯加亞北極不連續(xù)凍土區(qū)4cm的年平均退化速率,蒙古國(guó)不連續(xù)凍土區(qū)的4～7cm的年平均退化速率,以及雅庫(kù)悌共和國(guó)亞北極和阿拉斯加北極穩(wěn)定性凍土區(qū)退化速率.

青藏公路沿線工程和氣候變化影響下多年凍土變化監(jiān)測(cè)表明,多年凍土對(duì)工程活動(dòng)和氣候變化的響應(yīng)過程存在著較大差異,不同年平均地溫的多年凍土使這種差異變得更為明顯.分析結(jié)果表明:氣候變化下低溫多年凍土變化要大于高溫多年凍土,工程狀態(tài)下低溫多年凍土變化要小于高溫多年凍土;氣候變化引起的低溫多年凍土變化要大于工程對(duì)其的影響,而高溫多年凍土正好相反.造成這一結(jié)果原因主要是由于在工程建設(shè)完成初期,相對(duì)于氣候影響,工程作用對(duì)多年凍土的影響具有放大作用,這使得工程狀態(tài)下多年凍土對(duì)氣候變化基本沒有響應(yīng).按照氣候影響下多年凍土溫度年變化速率來(lái)推測(cè),低溫多年凍土表面溫度升溫到工程狀態(tài)需要50a左右時(shí)間,高溫多年凍土需要20a左右.6m深的低溫多年凍土溫度升溫到工程狀態(tài)需要20a,高溫多年凍土僅需要5~8a.

選取青藏鐵路多年凍土南界典型斷面,分析路基地溫在運(yùn)營(yíng)階段的變化特征,并對(duì)溫度場(chǎng)可能的變化趨勢(shì)進(jìn)行推測(cè):認(rèn)為凍土區(qū)南界填筑路基影響了凍土天然地溫場(chǎng),使人為上限降低,并造成陰陽(yáng)坡的溫度場(chǎng)不均。因此,需要采用一定的補(bǔ)強(qiáng)措施來(lái)保障鐵路的安全運(yùn)營(yíng)。

在廣大的凍土地區(qū),尤其是常年多風(fēng)的凍土地區(qū),空氣與地面之間的熱交換不僅僅表現(xiàn)為傳導(dǎo)、自然對(duì)流和輻射。在風(fēng)的作用下,地表上部空氣的強(qiáng)制對(duì)流和表土層中的水分蒸發(fā)大大增強(qiáng),對(duì)凍土層的熱狀況產(chǎn)生重要的影響。對(duì)于像青藏高原這樣的凍土地區(qū)而言,地面上1.5m處空氣的年平均溫度要比下附面層底的年平均溫度低3~3.5℃以上;同時(shí),對(duì)于表土層潮濕的凍土地區(qū)而言,水分的蒸發(fā)也將會(huì)帶走土體中的大量熱量。從凍土地區(qū)風(fēng)作用的概念———凍土地區(qū)的風(fēng)降低地表溫度、促進(jìn)下伏凍土發(fā)育的作用出發(fā),分析了影響凍土地區(qū)風(fēng)降溫作用的諸多因素,給出在強(qiáng)風(fēng)、表土含水量大的條件下,風(fēng)作用表現(xiàn)得非常顯著的結(jié)論。然后,通過對(duì)比、分析青藏鐵路北麓河試驗(yàn)段的2個(gè)工程實(shí)例,驗(yàn)證了風(fēng)的作用對(duì)凍土溫度狀況的重要影響。最后,給出了風(fēng)作用在凍土地區(qū)若干基礎(chǔ)工程實(shí)踐中直接或間接的應(yīng)用,以及利用風(fēng)的降溫作用來(lái)保護(hù)凍土的工程措施的使用條件和局限性。

隨著近幾十年全球氣候變暖,青藏高原多年凍土區(qū)的氣候和其他環(huán)境條件都有較大改變,多年凍土的工程地質(zhì)條件也發(fā)生了很大變化.根據(jù)大量野外實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),討論了多年凍土的平面和垂向分布規(guī)律,著重分析了不同凍土區(qū)域的地溫變化特征,并對(duì)不同分區(qū)凍土在未來(lái)氣溫升高1℃和2.6℃時(shí)工程地質(zhì)特征的響應(yīng)變化分別進(jìn)行了模擬分析研究,這種響應(yīng)變化對(duì)建筑物的穩(wěn)定性將產(chǎn)生巨大影響.

隨著近幾十年全球氣候變暖，青藏高原多年凍土區(qū)的氣候和其他環(huán)境條件都有較大改變，多年凍土的工程地質(zhì)條件也發(fā)生了很大變化．根據(jù)大量野外實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，討論了多年凍土的平面和垂向分布規(guī)律，著重分析了不同凍土區(qū)域的地溫變化特征，并對(duì)不同分區(qū)凍土在未來(lái)氣溫升高1℃和2．6℃時(shí)工程地質(zhì)特征的響應(yīng)變化分別進(jìn)行了模擬分析研究，這種響應(yīng)變化對(duì)建筑物的穩(wěn)定性將產(chǎn)生巨大影響．

一、泥石流成因及類型泥石流的形成和發(fā)展主要受松散固體物質(zhì)的多少及其分布,地形的陡緩程度和水源是否充沛三大因素所制約。魯班溝位于甘肅天水地區(qū)年平均降水量480.6毫米,5～8月降水量291.5毫米,占年降

植被是維持青藏高原多年凍土地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)平衡的關(guān)鍵因素。根據(jù)多年來(lái)觀測(cè)調(diào)查資料,分析了青藏公路沿線植被的種類、類型及其特征,提出青藏公路沿線最普遍的三類植被是高寒草原、高寒草甸和高原沼澤群落,沿線植被生存環(huán)境極為脆弱,一旦破壞,很難恢復(fù)。通過樣方數(shù)據(jù)揭示:除取土坑外,公路建設(shè)對(duì)植被的影響范圍一般不超過公路界外50m;受公路建設(shè)的干擾,公路兩側(cè)草原植被受到了一定程度的破壞,有明顯的退化現(xiàn)象。

漠北公路是世界上第一條在高緯度高寒地區(qū)修建的高速公路。通過對(duì)漠北公路多年凍土區(qū)典型斷面路基溫度場(chǎng)的觀測(cè)研究,分析寬幅路基的修筑對(duì)路基穩(wěn)定性的影響。研究發(fā)現(xiàn),該斷面路基的主要變形應(yīng)發(fā)生在路基體下5-8m處。研究成果對(duì)高緯度多年凍土區(qū)高等級(jí)公路的發(fā)展等具有重要的意義。

在全球氣候變暖的背景下,青藏鐵路沿線多年凍土目前處于退化狀態(tài),凍土退化將會(huì)對(duì)線路的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響,為解決這一問題,收集青藏鐵路沿線多年凍土區(qū)凍土上限的觀測(cè)數(shù)據(jù),并比較2007年和2015年的數(shù)據(jù),分析填土路基斷面凍土上限特征,探討減緩路基工程變形的工程措施。結(jié)果表明:青藏鐵路多年凍土區(qū)填土路基人為上限有所抬升；由于線路存在左右側(cè)陰陽(yáng)坡的差異,致使兩側(cè)路肩以下人為上限形態(tài)差異性更加明顯,并且凍土升溫退化顯著；對(duì)于青藏鐵路多年凍土區(qū)路基,在工程邊坡鋪設(shè)碎石有助于應(yīng)對(duì)氣候變化引起的多年凍土退化導(dǎo)致的路基工程變形問題。

通過對(duì)青藏鐵路安多段多年凍土斜坡路基試驗(yàn)點(diǎn)地溫的監(jiān)測(cè),分析2003年12月~2006年10月3個(gè)凍融周期內(nèi)的地溫變化特征,指出由于路基的坡向不對(duì)稱與幾何形態(tài)的不對(duì)稱所導(dǎo)致的斜坡路基溫度場(chǎng)呈強(qiáng)烈的不對(duì)稱。從3年人為上限的變化看出,路基已基本進(jìn)入熱平衡狀態(tài);用有限元模擬路基修筑后2年的人為上限變化,與實(shí)測(cè)對(duì)比,驗(yàn)證了模型建立的合理性,并通過計(jì)算預(yù)測(cè)未來(lái)30年的溫度場(chǎng),得出多年凍土有向季節(jié)性凍土退化的趨勢(shì)。

根據(jù)青藏鐵路多年凍土區(qū)測(cè)溫工作的實(shí)踐,通過對(duì)地溫測(cè)試資料的統(tǒng)計(jì)分析,闡述了青藏鐵路多年凍土區(qū)地溫的分布規(guī)律,并總結(jié)了影響地溫分布的各種因素。

11月17日,省國(guó)土資源廳組織召開省道312線瑪多至曲麻萊縣色吾溝段公路改建工程建設(shè)用地報(bào)批暨征地前期工作安排部署會(huì)。會(huì)議認(rèn)為該工程地處青南地區(qū),地理環(huán)境復(fù)雜、生態(tài)環(huán)境脆弱,要求相關(guān)部門、地區(qū)政府切實(shí)擔(dān)起主體責(zé)任,要嚴(yán)格按照\(chéng)"加強(qiáng)生態(tài)保護(hù)、發(fā)展生態(tài)經(jīng)濟(jì),實(shí)現(xiàn)生態(tài)與經(jīng)濟(jì)共贏\"的要求,扎實(shí)推進(jìn)工程建設(shè)征地各項(xiàng)工作。該工程線路總長(zhǎng)359公里,投資42.38億元,擬用地6453.53畝,涉及果洛州瑪多縣扎陵湖鄉(xiāng)、瑪查里鎮(zhèn),玉樹州曲麻萊

介紹了汾灌高速公路沿線第四系和基巖的工程地質(zhì)特征以及軟土的防治措施,并指出球狀風(fēng)化體對(duì)工程地質(zhì)勘察及橋基施工的影響

1引言墨脫縣位于西藏東南部、雅魯藏布江下游,南臨麥克馬洪線(中印邊境),地處國(guó)防前哨,地理位置極其重要。該區(qū)又是青藏高原侵蝕最強(qiáng)烈、地勢(shì)最險(xiǎn)惡、地質(zhì)條件最復(fù)雜的地區(qū)之一,是全國(guó)唯一不通公路的縣。

我國(guó)山區(qū)公路沿線落石災(zāi)害問題突出。對(duì)于該災(zāi)害問題,目前我國(guó)尚缺乏有效的防護(hù)措施。對(duì)某公路沿線典型坡面,運(yùn)用落石分析軟件rocfall,分析落石的運(yùn)動(dòng)特征,包括落石的沖擊動(dòng)能、運(yùn)動(dòng)軌跡、落點(diǎn)位置、彈跳高度及它們的統(tǒng)計(jì)結(jié)果,探討了有關(guān)設(shè)置攔石墻、鋪設(shè)植被等被動(dòng)防護(hù)措施的優(yōu)化設(shè)計(jì)。

本文著重對(duì)青藏線沿線多年凍土的分布特性，融區(qū)性質(zhì)及多年凍土區(qū)所存在的不良地質(zhì)現(xiàn)象進(jìn)行分析，并做了相應(yīng)的工程地質(zhì)評(píng)價(jià)。

青藏鐵路多年凍土區(qū)局部地段以普通路基形式通過,其穩(wěn)定性與鐵路的正常運(yùn)營(yíng)密切相關(guān)。2002～2003年在北麓河布置了普通路基試驗(yàn)段,用于監(jiān)測(cè)路基的溫度狀態(tài)?；诒O(jiān)測(cè)資料,分析路基邊坡溫度變化過程、路基及下部土體溫度場(chǎng)分布以及進(jìn)入多年凍土的熱流量。結(jié)果表明,陽(yáng)坡面年平均溫度比陰坡面高2.9℃,陰坡面溫度年較差比陽(yáng)坡面大2.2℃。受地表溫度邊界條件控制,路基陽(yáng)坡下土體融化深度明顯大于陰坡,且路基下部土體處于升溫狀態(tài)。路基下部土體不同部位主要表現(xiàn)為吸熱強(qiáng)度逐年略有減小的吸熱狀態(tài)。模擬計(jì)算50年氣溫升高1℃條件下路基溫度場(chǎng),結(jié)果表明50年后路基凍土上限下降明顯,并且凍土溫度主要介于0～-0.5℃之間。

基于埋設(shè)在青藏鐵路清水河地區(qū)路基中兩個(gè)斷面內(nèi)的共8個(gè)地溫測(cè)試孔3年來(lái)的地溫觀測(cè)資料,研究了該地區(qū)鐵路路基下伏高原多年凍土融化特征,分析了多年凍土上限的變化規(guī)律以及填筑鐵路路基施工對(duì)下伏多年凍土賦存條件的影響。研究表明,由于受到填筑路基時(shí)賦存在路基填料內(nèi)的熱量的影響,鐵路路基下伏多年凍土近地表的地溫變化特征與天然地面下的多年凍土的地溫變化特征有明顯的不同,且向陽(yáng)面與被陰面差別較大。多年凍土的上限在施工初期會(huì)有一個(gè)明顯的下移沉降,隨著時(shí)間的推移,雖然殘存在路基中的熱量逐漸消散,多年凍土上限下降會(huì)逐漸穩(wěn)定。由于受到太陽(yáng)輻射和路基邊坡形狀及融化夾層的影響,多年凍土上限會(huì)逐漸穩(wěn)定,但不會(huì)在短時(shí)期內(nèi)上升到天然地面下多年凍土的上限水平。

研究目的:分析青藏鐵路施工區(qū)多年凍土上限的變化規(guī)律以及填筑鐵路路基施工對(duì)下伏多年凍土賦存條件的影響。研究方法:系統(tǒng)分析埋設(shè)在青藏鐵路清水河地區(qū)路基中2個(gè)斷面內(nèi)的共8個(gè)地溫測(cè)試孔3年來(lái)采集的地溫觀測(cè)資料,研究該地區(qū)鐵路路基下伏高原多年凍土融化特征。研究結(jié)論:由于受到填筑路基時(shí)賦存在路基填料內(nèi)的熱量的影響,鐵路路基下伏多年凍土近地表的地溫變化特征與天然地面下的多年凍土的地溫變化特征有明顯的不同,且向陽(yáng)面與被陰面差別較大。多年凍士的上限在施工初期會(huì)有一個(gè)明顯的下移沉降,隨著時(shí)間的推移,雖然殘存在路基中的熱量逐漸消散,多年凍土上限下降會(huì)逐漸穩(wěn)定,但由于受到太陽(yáng)輻射和路基邊坡形狀及融化夾層的影響,多年凍土上限會(huì)逐漸穩(wěn)定,但不會(huì)在短時(shí)期內(nèi)上升到天然地面下多年凍土的上限水平。

為綜合評(píng)價(jià)高海拔地區(qū)公路沿線工程地質(zhì)條件,通過分析篩選高海拔地區(qū)公路沿線工程地質(zhì)評(píng)價(jià)因子,建立評(píng)價(jià)指標(biāo)的層次結(jié)構(gòu),確定高海拔地區(qū)公路沿線工程地質(zhì)評(píng)價(jià)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)與評(píng)價(jià)因子權(quán)重,采用模糊數(shù)學(xué)方法建立高海拔地區(qū)公路沿線工程地質(zhì)綜合評(píng)價(jià)模型,將該模型應(yīng)用于青海省高海拔地區(qū)某段公路沿線工程地質(zhì)評(píng)價(jià)中,評(píng)價(jià)結(jié)果顯示采用模糊方法的評(píng)價(jià)結(jié)果與實(shí)際評(píng)價(jià)結(jié)果基本相符,說(shuō)明此方法可運(yùn)用于高海拔地區(qū)公路沿線工程地質(zhì)評(píng)價(jià)中。

立足我國(guó)實(shí)際的地形,地質(zhì)條件詳細(xì)闡述了軟土地基的定義,辨別指標(biāo)、特性.分析了軟土地基對(duì)高速公路質(zhì)量的危害.就當(dāng)前國(guó)內(nèi)外公路軟土地基設(shè)計(jì)和施工的情況系統(tǒng)地介紹了我國(guó)常用的軟土地基處理的作用機(jī)理,施工工藝,施工中的注意事項(xiàng),優(yōu)缺點(diǎn)及使用條件等.