多年凍土地區(qū)路基

主要特點

多年凍土的表層，暖季融化，冷季凍結(jié)，稱為季節(jié)凍融層。多年凍層的上部界限稱為凍土上限，下部界限稱為凍土下限。在天然條件下形成的上限稱為天然上限，經(jīng)過人為活動形成的新上限稱為人為上限。多年凍土按垂直構(gòu)造情況可分為：多年凍土上限和季節(jié)凍融層銜接的多年凍土；多年凍土上限和季節(jié)凍融層不銜接的多年凍土。多年凍土按平面分布情況可分為連續(xù)多年凍土和島狀多年凍土。多年凍土從工程角度分類，可按道路融沉等級劃分為少冰凍土、多冰凍土、富冰凍土、飽冰凍土及含土冰層五類。凍土分類如下表，表中粗顆粒土是指碎卵石類土、砂礫、粗砂、中砂；粘性土包括亞砂土、亞粘土和粘土。表中W為凍土層總含水量；Wp為粘土含水量。多年凍土在上限以下3米內(nèi)，如有厚度大于0.1米的含土冰層，或有厚度大于0.3米的飽冰凍土,則稱該地段為厚層地下冰地段。多年凍土地區(qū)的地下水可分為:①凍結(jié)層上水。以多年凍層為底板，埋藏于上限界面以上的地下水。②凍結(jié)層間水。多年凍層內(nèi)局部融化夾層中的地下水。③凍結(jié)層下水。埋藏于多年凍層以下，通常是承壓水。 　在多年凍土地區(qū)修建道路有許多特殊的工程地質(zhì)問題。其中最常遇到的問題是凍脹，不僅路基、路面有凍脹病害，房屋、橋涵也有凍脹病害。最突出的問題是熱融沉陷，凡是接近地表有厚層地下冰的地段，由于設(shè)計、施工、養(yǎng)護(hù)不當(dāng)，無論路基、橋涵、房屋，都容易因凍土熱融而發(fā)生沉陷。在有厚層地下冰的斜坡上，道路挖方極易導(dǎo)致土體熱融，沿融凍界面一塊塊向下滑移，形成熱融滑坍。在冬季，凍結(jié)層上水由于土層凍結(jié)而承壓，可形成冰丘或冰椎。冰丘是承壓的凍結(jié)層上水只使地表產(chǎn)生隆起，并未突破上覆土層。冰椎是承壓的凍結(jié)層上水突破上覆土層，凍結(jié)堆積于地表。修筑路基，如不注意凍結(jié)層上水的排除，往往產(chǎn)生冰丘和冰椎危害。此外，多年凍層構(gòu)成廣泛的隔水層,使表土層過濕,在低地、緩坡等處大量形成沼澤，道路通過凍土沼澤容易產(chǎn)生凍脹、翻漿、熱融沉陷等病害。

在多年凍土地區(qū)修建道路，根據(jù)凍土溫度、凍土類型、道路等級、路面要求以及施工期限等情況，可以采用保護(hù)凍土或破壞凍土的不同措施。一般說來，路基應(yīng)有足夠的填土高度，以避免凍脹、翻漿和熱融沉陷等病害。取土坑應(yīng)遠(yuǎn)離路堤坡腳，并作好取土、排水的設(shè)計與施工，以避免路肩陷裂、熱融滑坍和冰丘、冰椎等病害。在白色路面下穩(wěn)定的路基，鋪筑黑色路面會因黑色路面吸熱而產(chǎn)生新的熱融沉陷，也應(yīng)采取必要的措施。在有厚層地下冰的地段，應(yīng)盡量避免挖方、低填和不填不挖斷面，否則應(yīng)采取專門的隔熱防融和基底換填等措施。2100433B

利用離心模型試驗研究多年凍土地區(qū)高路堤裂縫的形成機(jī)理。通過在離心機(jī)中設(shè)置制冷裝置摸擬凍土區(qū)高路堤在凍融過程中路基體內(nèi)應(yīng)力-應(yīng)變狀態(tài)，水熱狀態(tài)的變化，從而對裂縫產(chǎn)生的條件、影響因素（如上限的不均勻變化，水分的影響等）給予分析，在此基礎(chǔ)上繼續(xù)進(jìn)行防止裂縫出現(xiàn)的可能措施的離心模型試驗，力爭在裂縫產(chǎn)生機(jī)理的防治措施方面取得一定成果。 2100433B