高海拔多年冻土区路基工程行为对低温多年冻土长期影响的监测研究
2021-12-17范星文林战举刘明浩尹国安高泽永
冰川冻土 2021年5期
范星文, 林战举, 罗 京, 刘明浩, 尹国安, 高泽永
(1.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; 2.中国科学院大学,北京 100049)
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青藏铁路是内地连通西藏的生命线工程,是我国高海拔多年冻土区修建的第一条铁路。青藏铁路采取了“主动冷却路基”的设计理念,2006 年全线建成通车,目前已安全运营超过10年。青藏铁路格尔木至拉萨段(简称格拉段)全长约1 100 km,沿线平均海拔约4 500 m,穿越大片连续多年冻土区段约550 km,其中年平均地温大于-1 ℃的高温多年冻土段约占50%,体积含冰量大于20%的富冰多年冻土段约占40%[1]。
由于多年冻土含有冰,对热扰动非常敏感。修建在多年冻土之上的铁路、公路等线性工程都不可避免的会对地表条件造成改变,导致地表辐射能量结构与地表热量收支发生变化,进而引起路基下部及坡脚附近多年冻土活动层厚度增加、冻土温度升高,甚至多年冻土发生融化,最终导致工程构筑物稳定性下降,路基沉陷、裂缝等病害发生[2-3]。
温度是判定多年冻土是否稳定的主要指标。铁路路基下部及坡脚附近温度场的变化主要由自然因素(包括:全球尺度或区域尺度的气温、降水、地表覆盖等)和人为因素(包括:工程施工、人为热源、铁路运营等)两方面引起[4],在这两类因素的综合作用下,多年冻土可能会变暖,从而引起冻土区面积减小、低温冻土向高温冻土转化等问题[5-11]。
为保障青藏铁路的正常运行,大量学者及工程技术人员通过监测路基下部温度场变化来评价路基稳定性状况。……
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