宋正民，穆彦虎，马 巍，俞祁浩，栗晓林

（1.兰州理工大学土木工程学院，甘肃兰州730050；2.中国科学院西北生态环境资源研究院冻土工程国家重点实验室，甘肃兰州730000）

0 引言

在多年冻土地区，路基工程的修筑改变了下伏多年冻土原有脆弱的热平衡状态，由于冻土的冻胀、融沉特性，冻土路基存在普遍的工程病害［1-5］。对于公路路基而言，受沥青路面高吸热特性的影响［6］，路基下部多年冻土上限不断下降［7-8］、多年冻土温度不断升高［9-11］。随着全球气候的不断转暖，这一问题将会变得更加严峻。因此，针对多年冻土区的路基融沉问题，热管［12-14］、块石［15］、通风管［16-17］等一系列对流换热类主动“冷却路基”措施被广泛应用于冻土区路基工程的建设与维护，并起到了良好的作用［18-20］。

为研究热管、块石以及通风管的冷却降温效果及降温机理，现阶段已通过现场监测、数值模拟以及模型试验开展了大量的相关研究工作。Niu等［21-22］、Pei等［23］、Wen等［24］通过利用现场监测手段

研究了通风管、热棒以及块石护坡的冷却降温效果。在此基础上，Ma等［25-26］、Zhang等［27］、Mu等［28］利用数值模拟手段分析了通风管、块石路基的长期热状况的变化规律，Liu等［29］、Yu等［30］通过开展室内模型试验研究了块石护坡的冷却降温机理。依靠块石层内部的自然对流以及通风管内气流与管壁的强迫对流换热，可有效地降低路基土体的温度，达到保护路基下部多年冻土的效果。而通风管的管内风速是影响和决定通风管路基冷却降温的关键。同时，在青藏工程走廊风沙灾害日益严重的背景下，风沙的搬运、堆积将对通风管道及两侧护坡造成一定的堵塞，进而改变路基边坡块石层的边界类型、孔隙率以及通风管管内的通风效率等［31-32］。……