青藏铁路冻土沼泽化斜坡湿地路基稳定性研究

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在青藏高原多年冻土区修建铁路路堤,不仅改变了天然地层与外界的热平衡关系,从而使整个地温场、冻土上限及冻土活动层的厚度都发生了变化,使路基各部分产生不均匀变形。安多试验段位于冻土湿地区,有一定的自然斜坡,并且有小范围的热融滑塌,地质情况特殊,需要对安多试验段路堤稳定性进行试验研究。 本文以青藏铁路安多试验段实测数据为基础,对该路堤、天然地表的地温变化规律特征以及多年冻土人为上限的变化规律进行了分析研究,同时对路堤的横向水平位移与竖向差异沉降规律进行了总结。在此基础上通过有限元模拟了未来30年路堤内部的温度场变化情况,并分别完成了路堤冻融交界面与圆弧滑裂面的稳定性分析。研究结果如下: 路基填料为不良级配砂砾土,土粒间空隙大,在暖季可以减少热量的流入,在寒季能提高热量的传出,对多年冻土起到保护作用。由于太阳辐射和路堤走向的影响,路基温度场在时间上不同步,在空间上不对称,导致路堤不均匀沉降和纵向裂缝的发展。地温呈正弦周期波动,变化幅度随着深度增加衰减,并滞后于气温的变化。冻土路基下的人为上限与天然上限相比有了不同程度的抬升,开始进入路基本体,片石通风高路堤有利于维持多年冻土的稳定。路堤在热融滑塌段内进行了表土换填,路堤水平位移很小,路堤向下滑动的趋势不明显。路基本体的压缩变形主要发生在路堤填筑后的第一个暖季,路基体的冻胀变形也只出现在第一个冻结期内。经过有限元模拟计算,路堤修筑30年后的冻土人为上限的变化趋势与路堤修筑一年后相类似,冻土温度场的不对称性未得到修正。通过对冻土路基的稳定性分析,安多冻土试验段斜坡路堤在自重条件下是稳定的,并且有很大的安全储备。
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