资源描述：
《青藏铁路道砟层对冻土路基热状况影响分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第30卷,第1期中国铁道科学Vol130No112009年1月CHINARAILWAYSCIENCEJanuary,2009文章编号:1001-4632(2009)01-0008-05青藏铁路道砟层对冻土路基热状况影响分析1,2,3141郑波,张建明,马小杰,覃英宏(1.中国科学院寒区旱区环境与工程研究所冻土工程国家重点实验室,甘肃兰州730000;2.中国铁道科学研究院,北京100081;3.中铁西南科学研究院有限公司,四川成都610031;4.浙江建设职业技术学院,浙江杭州311231)摘要:在青藏铁路北麓河试验段设置试验断面,对地温及热流
2、量进行观测,研究青藏铁路道砟层对路基下伏冻土热状况的影响。研究分析表明:道砟层在暖季阻止外部热量进入下伏冻土,冷季阻止路基内部热量扩散,且道砟层在暖季保温效果明显,而在冷季其降温效果并不明显;相同深度处道砟层下土体的年平均温度比砂砾路面下土体的年平均温度约低2e;道砟层对路基下伏冻土起降温效果主要是因为其在暖季屏蔽了大部分外界热量,促使道砟层下土体年总热量收支呈现负值,从而起到很好的降温效果。因此,铺设道砟层有利于冻土路基的热稳定性。关键词:青藏铁路;多年冻土;道砟层;降温效果;路基稳定性中图分类号:U213114文献标识码:A多年冻土的融沉问
3、题是寒区铁路能否安全修建断面,属北麓河盆地南部、孤山山前冲、洪积高平和正常运行的关键问题之一。为了防止路基下多年原地貌。地势开阔,地表植被发育较好,多年冻土冻土发生融化和融沉变形,国内外学者提出了主动广泛分布,属高温不稳定多年冻土区,冻土上限2冷却路基的思路。块石、碎石路堤作为主动保护多m左右,冻土年平均地温-016~-017e。地下年冻土的措施之一,被广泛应用于青藏铁路的建设冰发育,主要分布在冻土上限以下0~3m范围中。研究表明:块石、碎石层中由于存在大量空内。根据气象资料,年平均气温-318e,极端最隙,当空隙中空气产生对流时,块石、碎石层
4、对路高气温2312e,极端最低气温-3717e,年平均[1-8]基下伏冻土具有冷却降温的作用;在暖季,对降雨量29019mm,年平均蒸发量131619mm,相[9]-1外界热量有较好的屏蔽作用。对湿度平均为57%。最大风速40m#s,年平均-1多年冻土区的铁路与公路及其他工程建筑物相风速4110m#s,主导风向为西北风,与铁路走比,最显著的特征之一就是其路基表面铺设有一层向基本垂直。最大积雪厚度14cm,年平均雷暴日碎石道砟,这层特殊材料(高渗透率多孔介质)的数3617d,冻结期为9月至次年4月。存在必然会对铁路路基内温度场的形成及下伏多年11
5、2试验内容、条件、布置及数据采集冻土的生存和发育产生影响。本文在青藏铁路北麓为分析道砟层对路基下伏冻土热状况的影响,河试验段设置试验断面,研究道砟层对冻土路基热本次试验主要采集铁路道砟层下路基体温度及热流状况的影响。数据。道砟碎石平均直径6~8cm,成分主要为花岗1试验概况岩,总体上呈灰白色,其物理参数如表1,道砟层厚度为70cm,顶面宽度为314m,底面宽度为111试验场自然条件513m。试验场地位于青藏铁路北麓河DK1136+775测温探头和热流板均埋设在砂砾路面下20cm收稿日期:2008-01-25;修订日期:2008-09-13基金项
6、目:中国科学院寒区旱区环境与工程研究所知识创新工程项目(2004104);中国科学院知识创新工程重要方向性项目(KZCX3-SW-351);中国科学院知识创新工程重大项目(KZCX1-SW-04)作者简介:郑波(1980)),男,湖南邵阳人,博士研究生。第1期青藏铁路道砟层对冻土路基热状况影响分析9表1碎石道砟的物理参数体积热容量体积热膨胀系数运动黏度渗透率导热系数/(J#m-3#K-1)/(l#K-1)/(m2#s-1)/m2/(W#m-1#K-1)01644@10331671@10-311314@10-54138@10-601396的路基体
7、粗砂层中。测温探头埋设的间距约014于No14。可见,No12,No13,No14的温度变化m,从左到右编号为No12,No13,,,No121,幅度依次减少,即离道砟层越近其温度变化幅度越其中No12)No14埋设在路基左侧,No15)小。其原因是道砟层两侧的温度会受到道砟层的影No112埋设在道砟层以下,No113)No121埋设在响,且离道砟层越近影响越大。道砟层会使离其较###路基右侧。1,2,3热流板分别埋设在枕木右近点的温度传递方式或热量来源同离之较远的点有侧、砂砾路面与道砟层交界处和轨道中心道砟层所区别,故而产生上述现象。下。试验
8、断面如图1所示。道砟层右侧砂砾路面下测点月平均温度的时程曲线与左侧类似。图3为道砟层下测点月平均温度的时程曲线。由图3可见,冷季No112的月平均温度
