深季节冻土区域铁路路基冻胀融沉现场监测分析

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1、深季节冻土区域铁路路基冻胀融沉现场监测分析第一章绪论1.1引言21世纪振兴东北老工业基地的战略实施必将为推动我国经济持续，均衡、合理发展做出巨大贡献。所以，以铁路、公路建设为主的基础设施建设就成为当务之急。而深季节冻土问题是东北严寒地区铁路建设必须解决的问题之一。为确保深季节冻土地区铁路路基的稳定性，必须深入研究其冻胀与融沉的内在规律。并提出技术先进，经济合理的治理方案，有效的防治和控制路基冻害的发生。..1.2冻土的定义冻土是指零摄氏度以下，并含有冰的各种岩石和土壤。根据冻结状态持续时间的不同，我国将冻土分为多年冻土、深季节冻土、季节冻土和瞬时冻土[1]。冻结状态持续时间几年到上千年的

2、土均是多年冻土；冻结状态持续时间从数月到几年且冻深大于一米的均是深季节冻土；冻结状态保持半月至数月的土是季节冻土；冻结状态保持几小时至半月的土均是瞬时冻土。..1.3冻土的分布地球上多年冻土的分布面积约占陆地面积的23%，主要分布在俄罗斯、加拿大、中国和美国的阿拉斯加等地，我国的多年冻土分布面积约206.8104km2，仅次于原苏联(1000104km2)和加拿大(390104~490104km2)，约为美国多年冻土面积(140104km2)的1.5倍，我国是世界上的第三冻土大国，约占世界多年冻土面积的10%，约占我国国土面积的21.5%，同时我国的多年冻土主要分布在中、低纬度的号称世界

3、第三级的青藏高原，而我国季节冻土面积为513.7105km2，约占全国国土面积的53.5%。多年冻土主要分布在青藏高原、帕米尔、西部高山(包括祁连山、阿尔金山、天山、西准噶尔山地和阿尔泰山等)、东北大小兴安岭、松嫩平原北部以及东部地区的一些高山顶部(诸如山西五台山、内蒙古大石山、汗山、吉林的长白山和张广才岭等)。深季节冻土主要分布于东北三省、内蒙古、甘肃、宁夏、新疆北部、青海和川西等地。季节冻土遍布在不连续多年冻土的外围地区，主要分布于北纬30°以北的地区。其南界大致从云南省的挖苦河(25°14′N，97°52′E)向东北方向沿着横断山脉和

4、喀拉山脉的坡脚，经大巴山南麓向东南绕过四川盆地后，又从湖南省的咱果附近(29°N，109°25′E)向东北方向延伸，直至江苏省连云港附近(34°34′N)。此外，在大别山、莱阳山和玉山顶部也有零星分布。瞬时冻土的南界大致与北回归线(22°N)相一致。此界限以南，除山地外，一般无冻土。第二章试验路基工程概述及路基施工质量控制2.1工程概况哈齐客运专线是黑龙江省第一条开建的省内客运专线。也是黑龙江省三大城市(哈尔滨、大庆和齐齐哈尔)增进交通的重要快速干道。线路起于哈尔滨站、在市区跨松花江、三环路、沿滨洲线右侧向西北方向经哈尔滨北、肇东、

5、安达、大庆东(龙凤)、大庆西、泰康、红旗营东、在榆树屯跨平齐线、沿平齐线左侧经齐齐哈尔南等站、讫于齐齐哈尔站，线路全长280.893km，设计时速250km/h。全线轨道采用I型板式无砟轨道，桥梁、路基工程各约占线路全长的50%。HQTJ-5标段位于大庆市杜尔伯特县至齐齐哈尔市境内，里程范围：DK218+000~DK282+737.1，全长64.74km。试验点共有六个断面，四个断面位于大庆市杜尔伯特县境内，两个断面位于齐齐哈尔市境内，断面里程见表2-1。.2.2路基环境的自然条件2.2.1地质条件在DK262+551.80~DK267+670.25段，局部分布有固定、半固定沙地，局部有

6、沙丘及沙岗，风沙危害程度轻微。本段沿线普遍存在填土、杂填土和松软土，在DK264+864~DK265+500分布有软土。在哈尔滨至安达间普遍有第三系的泥岩分布，且具有膨胀性，埋深一般在15~40m，最浅的只有10m。主要地层为第四系及第三系地层，第四系地层可分为全新统人工堆积层(Q4ml)、全新统新近沉积层(湖沼沉积层Q42l+h、风积层Q42eol)、上更新统的冰水冲积层(Q3fgl+al)，中更新统湖积层(Q2l)，下更新统冰水冰川层(Q1fgl+gl)；第三系主要为上新统的太康组(N2t)。线路经过地区的大地构造属新华夏系第二沉降带，构造单元依次为：松嫩平原沉降带、松辽盆地的中央拗

7、陷区、西部斜坡区，主要构造线呈北东和北北东向。自白垩系以来，沉积了巨厚的碎屑岩和松散沉积物，表现为地势平坦，仅局部稍有起伏。沿线第四系堆积层中广泛存在孔隙潜水，地下水较丰富，地下水类型主要为第四系孔隙潜水，局部为基岩裂隙水及承压水。其主要含水层为砂类土及碎石类土。该地区地表及地下水资源比较丰富，附近有呼兰河、松花江、嫩江，一般7、8、9月份是丰水期，1、2、3月份是枯水期。地下水主要靠大气降水和地表水补给，水位变幅1.0~3.0m。