高温冻土在加载或升温条件下具有较大变形,为充分认识其变形特性及机理,开展一系列室内固结试验,研究了不同含水量(40%、80%、120%)、不同温度(-0.3、-0.5、-0.7、-1.0、-1.5℃)的冻土在分级加载(0.1、0.2、0.3、0.4、0.5 MPa)条件下的压缩变形。采用3种整理压缩试验数据的方法(e—p、e—lg p及ε—p曲线)获取了高温冻土不同温度下的压缩模量、压缩指数及割线模量等压缩性指标。结果显示:压缩模量Es1-2处于高压缩性模量区间,指数函数可很好地描述压缩指数随温度的变化规律,ε—p曲线基本服从双曲线模型。固结系数采用Taylor提出的时间平方根法计算,发现高温冻土固结系数与超软土具有相同的量级,且其固结应力的变化规律与软土相似。为了模拟高温冻土固结试验,基于饱和冻土的三相关系、质量守恒及有效应力原理,推导了高温冻土的太沙基一维固结方程,获得了固结系数理论表达式。通过对比固结系数理论值与试验值的量级及随温度的变化规律,发现传统的太沙基固结理论不适用于解释高温冻土变形机理。
青藏铁路多年冻土区路基工程的修建 ,改变了路基基底多年冻土的热量平衡状态。通过对青藏铁路多年冻土区试验工程和已经施工的路基工程所发生的变形裂缝的调查和分析 ,认为多年冻土区路基几何尺寸不对称和路基边坡坡向不同导致的路基人为上限形态不同 ,是造成多年冻土区路基温度场不对称以及基底土体冻结融化过程不同步的主要原因 ,也是造成路基变形裂缝的主要原因。文章在此基础上提出了减少或消除路基温度场不对称 ,从而减少或消除这类变形裂缝的主要工程结构形式和工程措施 ,作者的看法和结论已经在2 0 0 3年青藏铁路冻土区路基工程设计和成形路基补强工程措施设计中得到广泛应用。