青藏铁路关于冻土问题综述.doc

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1、关于青藏铁路冻土问题综述摘要：冻土是指零摄氏度以下，并含有冰的备种岩石和土壤。一般可分为短时冻土(数小时、数II以至半月、季节冻土(半月至数月)以及多年冻土(又称永久冻土，指的是持续三年或三年以上的冻结不融的土层)。冻土是一种对温度极为敏感的土体介质，含有丰富的地下冰。因此，冻十.具有流变性，其长期强度远低于瞬时强度特征。正由于这些特征，在冻十区修筑工稈构筑物就必须瓯临两大危险：冻胀和融沉。随着气候变暖，冻十在不断退化。木文主要概述在修筑青藏铁路过程屮的冻土问题和解决方法。引言:青藏铁路是世界上海拔最高、线路最长的高原冻十铁路，建设中的青藏铁路格拉段全长1142km,新建11

2、10km,穿越连续多年冻土地区约550km,岛状冻土区82km,全部在海拔4000m以上。受多年冻土的工程特性决定，青藏铁路建设Ifli临的核心技术难题之一在于如何在高温、高含冰量多年冻土地基上修筑稳定的线路。一、青藏铁路沿线的冻土特征青藏高原冻十•区是北半球中、低纬度地带海拔最高、分布面积最广、厚度最大的冻土区，北起昆仑山，南至喜马拉雅山，西抵国界，东达横断山脉西部、巴颜喀拉山和阿尼马卿山东南部，冻土血积为141万平方公里，我国领土血积的14.6%o青藏高原的腹部分布着大片多年冻十、周边为岛状多年冻十及季节冻十，青藏高原多年冻土的生存、发育和分布主要受到地势海拔的控制，导致

3、青藏高原冻土发育的差异性，因而它不单一地服从纬度地带性的一般规律，而且随着地势向四周地区倾斜形成闭合的环状。马辉等人将青藏铁路沿线的冻土根据地形地貌及丁•稈地质特点，自南向北划分为15个单元［1］：(1)西大滩断陷谷地，冻十.类型为少冰冻土及多冰冻土，融沉系数小，属于弱融沉性。(2)昆仑山中高山区，冻土分布为整体状，厚度60〜120m,年平均地温为-2.0〜-4.0°C,天然上限1.5~2.5m。高含冰量地段占冻土段长的62.4%,无厚层地下冰存在，大部地区也无层状冰。(3)楚吗尔河高平原，冻土分布以网状组构为主，厚度15〜40m,年平均地温为-0.5~-2.0°C，天然上限

4、2.0~5.0m,在清水河地区发现有尚不衔接的多年冻土。(4)可可西里区，冻土分布以层状、斑状组构为主，高含冰量地段占冻土段75.1%o(5)北麓河盆地，冻土分布以层状、网状结构为主，高含冰量地段占冻土段全长的15.7%o(6)风火山山区，冻土分布以层状组构为主，冻土厚度变化幅度大，厚层地下冰发育,高含冰量地段占冻土段全长的42.8%。(7)尺曲谷地，以低含冰量冻土为主，冻土不良地质现彖分布较少。(8)乌丽盆地，该段地层以粗颗粒土为主，融区所占比重近90%,以高含冰量冻土为主。(9)乌丽山区，该段主要为乌丽山低高山区，海拔4500~4700m,山坡沟壑发育，切割较深，山顶平缓

5、，岸坡陡，基岩裸露，植被稀疏。(10)沱沱河盆地，以岛状多年冻土与融区相间分布，多年冻土主要分布在沱沱河南北两岸低洼谷地内。（11）开心岭山区，该段融区与多年冻十相间分布，融区主要分布于开心岭低缓丘陵，冻土主要分布于沟谷及山间洼地。（12）通天河盆地，该段多年冻土层厚20~40m,天然上限1.5、3.0m,以高温高含冰量冻土为主。（13）布曲河谷地，为高温高含冰量多年冻土段。（14）温泉断陷盆地，多年冻土和融区相间分布，融区主要为河流融区和构造融区，冻土厚度为5~20m,天然上限为2~3m,无厚层地卜冰分布。（15）唐古拉山山区及山间盆地安多谷地岛状多年冻土区年平均地温高于-

6、0.5°C,冻土厚度为5~20m,天然上限为3、5哄从中可见青藏铁路周I韦I冻土区域Z复杂多变。二、温度对青藏高原冻土的影响温度对青藏高原冻土的影响主要表现在冻土退化。［7］冻土退化是指从广义上讲，凡是出现不利于多年冻土保存的状况均可称为多年冻土退化，其一般过程表现为地温升高〜活动层加厚一厚度减小一多年冻结层消失一融十，从狭义来讲，多年冻土退化仅指多年冻结层的消融和消失。青藏高原多年冻土的消火比例可能达58%这类成果多来自多年冻土现状统计、表达其静态分布的模型，是基于经过足够长时间多年冻土与新的气候条件达到平衡下的假设，没有考虑多年冻土变化的动态过程。就青藏高原来说，多年冻土

7、下界附近的冻土地温高、厚度薄.随看海拔高度升高，多年冻十-厚度增加、地温降低.多年冻十卜界向海拔升高方向的冻十-状态空间展布规律对应了一定时间尺度内冻土演化的历史进程，可以称Z为“多年冻土的时空对应原则。再考虑到青藏高原季节性冻土的分布特征［2］。在青藏高原大部分地区季节性冻土变化的动力学结构是一致的，即高原中北部地区季节性冻土冻结深度的变化是一致的，冻结深度处于同时冻结较深或较浅的状态。这种情况与高丿京地区的气候变化基本上都是受同一个系统控制是一致的。青藏高原季节性冻十总体上呈现卜降趋势，在1980年