冻土区高速公路施工难度大,施工过程受多种风险因素以及风险因素之间的联动效应影响,客观全面的施工安全风险评价需构建特定情境的风险评价指标体系,并考虑指标之间的相互作用,得出量化的风险数值。因此,研究提出网络分析法(ANP)与物元可拓模型相结合的风险评价模型。首先,构建总目标、4个一级指标和12个二级指标的三级冻土区高速公路施工安全风险评价指标体系;其次,建立指标相互关联的ANP网络结构模型,计算各级指标的综合权重;最后,根据物元可拓模型得出多级可拓评价结果。案例分析显示,该冻土区高速公路施工安全风险等级为3级(安全风险较大),与实际施工情况相符,进一步针对性地提出了加强施工安全的建议措施。
冻土是一种具有复杂特性的地质体,温度、湿度、压力、地质构造等因素的变化会导致冻土呈现出不同的特点,给路基设计带来很大的不确定性和复杂性。分析了影响高速公路冻土路基设计的因素、设计的思路和策略、计算方法,并对高速公路冻土路基设计的具体方法如保温隔热法、排水隔水法、复合地基法、换填法、化学加固法、动态设计法等方法逐一进行了剖析,明确在实际应用中需要根据当地的气候条件、工程要求、冻土性质等因素来选择合适的保温材料、铺设厚度、排水系统、隔水材料、换填材料、化学物质以及施工方法,可为高速公路冻土路基的设计和施工提供参考。
山区高速公路,地形和地质条件复杂,不可避免地存在斜坡路基或陡坡路基。而陡坡路基易沿基底产生滑动,路基稳定性差,尤其是在多年冻土区,较大的路基横坡耦合冻融循环作用,使得路基土产生水分聚集效应,土体抗剪强度和路基整体稳定性显著降低,因此,陡坡路基设计是多年冻土区高速公路设计的关键技术问题之一。以共和至玉树高速公路工程为依托,结合陡坡路基温度场的不均匀变化规律,开展了斜坡普通填土路基、加筋路基和片块石路基的稳定性分析,优化多年冻土区陡坡路基处治设计,为类似的多年冻土区高速公路工程建设中陡坡路基处治提供一些新思路。
季节性冻土在温度的正负变化下会给公路路基的稳定性带来安全隐患。西藏那曲地区季节性冻土分布广泛,那曲-羊八井段高速公路贯穿季节性冻土区,为明确该路段的温度场分布变化特征,通过对那曲-羊八井段典型路基断面展开温度、含水率现场监测,依据2020年的地温资料进行回归分析,并结合室内试验对监测断面地温振幅、滞后时间和土体热扩散系数等进行分析。结果表明:监测断面地温整体在外界气温的波动下大致呈正弦曲线状变化,地温振幅随深度的增加而减小,并且伴随着滞后时间的顺延,路基在0~4.7 m深度处的每米滞后时间约为24 d/m,路基在0~5.4 m深度处的每米滞后时间约为30.8 d/m;监测断面不同位置土体热扩散系数的不同导致地温对气温的响应程度不同,路基土体的热扩散系数为0.041 4~0.062 8 m2/d,对气温的响应最明显,地基土体的热扩散系数为0.022 3~0.037 9 m2/d,对气温的响应较弱;路基的修建增加了对热量的吸收,在路基中形成一个高温区,通过两侧边坡和坡脚向外散热;路基内部土体含水率较低,且不存在明显的水分迁移;对称式的路基结构不存...
考虑到宽幅路基的“聚热效应”和复杂的多年冻土环境,拟建青藏高速公路建设所面临的关键问题是如何保证路基的长期热稳定性。基于现场监测数据和传热传质理论,建立分离式通风管路基三维数值模型,分析与预测未来50年通风管在青藏高速公路分离式路基中的工程效果。结果表明:分离式通风管路基具有较好的降温效果,能够保证路基及其下部多年冻土的长期热稳定性。但是,当隔离带宽度小于10m时,后幅路基管道内部风流变化特征受到隔离带宽度的显著影响,导致其对下部多年冻土的降温效果弱于前幅路基。此外,在隔离带较窄情况下,两幅路基之间隔离带区域存在局地增温效应,将对路基及其下部多年冻土产生严重的热扰动,不仅引起多年冻土上限下降、温度升高,而且增加了路基两侧下部土体温度场的不对称性。尝试将两幅路基通风管连通来弱化局地增温效应,但连通后路基及隔离带区域下部土体的热状况反而更差,说明这种方法未能有效解决局地增温效应的热影响。
为减轻冻土土质对高速公路施工的影响,提高路基的稳定性,分析冻土的土质特点,阐述冻土地区路基设计理论,并提出高速公路冻土路基病害预防措施,为相关工程提供参考。
我国地理分布特性较为复杂,受到经济建设要求的影响,高速公路建设需要针对各式各样的地质状态进行定制化处理,确保施工达到理想效果,避免病害问题的出现。文章主要针对冻结土壤区高速公路路基结构存在的病害问题与解决方案、施工技术进行深入研究,供相关人员参考。
多年冻土区高速公路建设的主要问题是路基的稳定性。面对恶劣的环境条件和地表与大气之间强烈的热交换,有必要对多年冻土区拟建青藏高速公路的稳定性进行预测和评价。首先,分析影响路基稳定性的因素。然后,在此基础上建立路基稳定性评价方案。最后,利用该评价方案对不同地热调节措施条件下拟建青藏高速公路的稳定性进行预评价。结果表明,影响因素包括气候环境、冻土性质、工程条件和地质条件,其中工程条件和冻土性质是影响路基稳定的主要因素。在不同的地貌区域,拟建青藏高速公路的稳定性差异很大。现有地温调控措施的应用效果和对路基稳定性的贡献不同,采用地温调控措施不能完全克服各种因素对高速公路稳定性的影响,应根据路基所处的地貌环境采用不同的地温调控措施,以保证路基的稳定。
根据青藏高原不同年平均地温区域多年冻土的长期监测资料及附面层理论,分别建立整体式和分离式路基计算模型,分析气候变暖和工程活动作用下多年冻土的变化过程。考虑采用分离式路基来弱化宽幅整体式路基所引起的"聚热效应",分析不同年平均地温和隔离带宽度下分离式路基对多年冻土的影响。研究结果表明:与窄幅路基相比,宽幅路基具有强烈的吸热特性,导致下部多年冻土退化严重。在路基修筑后第50年,年平均地温为-0.5,-1.0,-1.5和-2.0℃区域的宽幅路基中心下部多年冻土上限比窄幅路基的分别低2.73,3.66,3.67和2.60 m,宽幅路基下部6 m深度多年冻土地温比窄幅路基的分别高0.61,0.87,0.82和0.48℃;两幅分离式路基之间存在相互热干扰作用,使得路基两侧土体温度场呈现明显的不对称性;随着年平均地温的降低和隔离带宽度的增加,路基两侧土体温度场的不对称性逐渐减弱,即两幅路基之间的相互热干扰作用减小。因此,拟建青藏高速公路可使用分离式路基来代替整体式路基进行修筑,且年平均地温和隔离带宽度是分离式路基修筑所要考虑的重要因素。
高速公路的建设,不仅能够为人们的出行提供便利条件,而且加快了区域间的经济交流,是拉动当地经济水平提升的关键。尤其是在城市化进程当中,高速公路的数量与规模不断扩增,对于路基修筑的质量也提出了更高要求,这是保障人们出行安全的关键。东北多年冻土地区中的工程建设存在一定的难度,其气候条件、地质状况等都存在特殊性,如果按照常规修筑方式将难以保障工程项目的顺利完成。本文将对东北多年冻土地区的基本特点进行分析,探索东北多年冻土地区高速公路路基修筑技术与对策。