一、青藏铁路多年冻土工程地质综合分类探讨(论文文献综述)
王京[1](2021)在《基于多源SAR数据青藏高原冻土冻融过程及时空分布研究》文中进行了进一步梳理青藏高原独特的地理水文环境孕育了全球最大的永久冻土区。近年来在温度持续升高和工程活动的背景下,青藏高原冻土呈现出快速退化趋势,主要表现在活动层厚度增厚、冻土温度升高等。其中活动层位于永久冻土层上方,它的周期性的冻融过程能引起冻土地表发生季节性的抬升和沉降。另一方面,青藏铁路的建设和运营改变了冻土的温度场和应力场,进而造成铁路路基沉陷及附近热融滑塌等地质灾害。因此,开展大范围青藏高原和交通走廊沿线冻土形变监测、多年冻土的分布调查及活动层厚度估计研究对于青藏高原的环境、气候、寒区灾害预防、人类工程设施都具有重要科学意义。但是青藏高原自然环境恶劣,地貌景观异质性较强,采用常规的监测手段进行冻土研究存在很多缺陷。多源SAR卫星的发射和In SAR技术的突飞猛进,为青藏高原的研究提供了丰富数据源和技术支持。本论文利用Sentinel-1A数据、Terra SAR-X数据、ALOS-2 PALSAR-2数据开展青藏高原冻土冻融过程形变监测、冻土分布制图及活动层厚度反演研究,旨在为青藏高原冻土区的灾害防护和冻土环境生态保护提供科学依据和理论支撑。本文的主要内容及创新工作如下:(1)提出了基于超算平台的并行快速分布式散射体和相干散射体的时序In SAR技术(Parallel Fast Distribute Scatterer-Coherent Scatters In SAR,PFDSCSIn SAR),实现整个青藏高原的年平均形变速率反演。以TOPS干涉模式250km宽幅的Sentinel-1图像为数据源,针对CSIn SAR技术在青藏高原自然地表存在点目标不足和分布式散射体技术(Distribute Scatterer interferometry,DSI)处理效率较低等问题,通过融合分布式散射体(Distribute Scatterer,DS)来提高青藏高原点目标的密度,并提出DSI并行策略提升DSI算法的计算效率以适合青藏高原大区域形变解算。在DSI处理流程中,提出基于积分图的置信区间方法来提取同质像素点,针对中低分辨率SAR图像存在多种散射机制和最优相位计算迭代耗时问题,采用奇异值分解方估计DS点的最优相位。研究表明,PFDS-CSIn SAR与CSIn SAR技术对比,极大提高了低相干冻土区的干涉图质量并提高了测量点的密度。并行DSI方法将35h完成的整景Sentinel-1数据(4:20多视比)的DSI处理流程时间减少至30min,运行效率提高了近60倍。PFDS-CSIn SAR实验结果显示2018~2019年青藏高原年平均形变速率为-56~56mm/yr。青藏高原冻土形变与活动层厚度、土壤含水量呈现出弱相关关系,与年平均地表温度呈现出强相关关系。(2)提出了基于季节性形变模型的自适应分布式散射体技术和基于In SAR时序形变量冻土分布制图的新方法,实现青藏铁路格尔木至拉萨段冻土冻融过程的形变监测和冻土分布制图。以TOPS干涉模式250km宽幅的Sentinel-1图像和ERA5-Interim再分析的日空气温度为数据源,针对永久散射体(Persistent Scatterer Interferometry,PSI)技术应用于青藏铁路沿线形变监测过程中存在的PS点(Persistent Scatterer)不足和形变模型适用性等问题,本研究融合分布式散射体并构建基于归一化的冻融指数的季节性形变模型来对青藏铁路沿线冻土的季节性形变进行求解。在DSI处理流程中提出基于初始数据块协方差矩阵Shapiro–Wilk W检验的同质像素点提取方法,使用稳健的M-estimator估计方法估计初始协方差矩阵。在最优相位估计中采用Phase Linking方法对最大似然估计算法进行求解,同时为了加快迭代求解速度,提出基于EMI(Eigendecomposition-based Maximum-likelihoodestimator)方法的初始解作为迭代的初始条件,进而提升最优相位求解速度和精度。基于上述求解的季节性形变量、时序形变量和日空气温度数据,分析青藏铁路沿线不同地区的冻融过程。最后采用Savitzky-Golay滤波算法对In SAR时序形变量做预处理并利用非监督ISODATA分类方法进行冻土分布制图。实验结果表明:2017/03/16~2020/03/24期间研究区季节性振幅范围为-70~20mm/yr,LOS形变速率范围为-40.0~20.0mm/yr。青藏铁路沿线10公里缓冲区的季节性形变范围为-50~10mm/yr。沉降区域较大的路段集中在格尔木至西大滩、不冻泉至可可西里、五道梁至北麓河、风火山至乌丽、沱沱河至雁石坪、唐古拉山至安多、那曲至当雄、羊八井至拉萨。经验证,In SAR时序测量值与四个地点的水准测量值的相关系数分别为0.93、0.91、0.89、0.83。此外,基于日空气温度数据和时序形变量变化发现青藏铁路沿线不同地区冻土的冻融循环时间不同。基于时序In SAR形变量冻土分类结果将冻土区分类为永久冻土区、季节性冻土区和退化永久冻土区,分类结果与赵林等人冻土分类结果基本一致。(3)基于多源SAR数据分析永久冻土区不同地貌景观冻土冻融过程的形变,并提出基于分层土壤含水量和分层土壤孔隙度活动层厚度反演方法,实现北麓河地区不同地貌景观冻土的活动层厚度的反演。以Sentinel-1数据、Terra SAR-X数据、ALOS-2 PALSAR-2数据为数据源,针对北麓河地区冻土分布异质性强且地貌类型复杂等问题,提出基于分层土壤含水量和分层土壤孔隙度的活动层厚度估计方法,并构建季节性形变模型与新小基线集(New Small baseline Subsets,NSBAS)集成的方法流程,获得了北麓河地区不同地貌景观的季节性形变特征和活动层厚度,并分析不同传感器反演的形变和活动层厚度,探索多源SAR数据在永久冻土区冻融过程形变和活动层厚度反演的适用性和差异性。多源SAR数据形变结果表明季节性形变较大的地区主要集中在热融湖周围,辫状河平原、盆地地区、冰川的季节性径流地区以及河漫滩地区。Sentinel-1和ALOS-2 PALSAR-2数据对比结果表明季节性形变量的形变趋势较为一致,但是线性形变速率存在较大的差别。Sentinel-1与Terra SAR-X数据表现出较好的一致性,季节性形变和线性形变速率相关系数分别为0.78和0.84。三种传感器形变结果显示北麓河地区6个典型地物的季节性形变趋势一致。高寒草甸和河漫滩地区的季节性形变高于高寒荒漠和裸地区。结合北麓河地区日气温数据、土壤含水量、GPR数据发现冻土形变与温度、土壤含水量以及活动层厚度具有重要关系。三种传感器反演活动层厚度结果范围分别为0.3~4.23m、0.3~4.04m、0.3~4.54m,且不同地貌景观的活动层厚度差异明显。三种传感器反演活动层厚度与与探地雷达实测数据对比,可发现ALOS-2 PALSAR-2数据反演的活动层厚度在不同地貌景观区域的相关性最好,分别为0.87、0.78、0.89、0.80。Terra SAR-X数据和Sentinel-1在河漫滩地区反演的活动层厚度相关性较差,分别为0.59和0.63。本文提出的活动层厚度估计方法为青藏高原冻土区活动层厚度反演提供了有效方案。
张传峰[2](2020)在《复杂水热环境下共玉高速冻土沼泽区路基变形及其防治研究》文中研究说明我国青藏高原多年冻土研究早在青藏铁路及公路建设过程中就逐步展开,经过近几十年的发展,对于多年冻土区铁路路基及低等级公路路基的变形问题已经有较为成熟的理论及防治措施。但随着西部大开发不断深入,经济建设需求不断增加,在多年冻土区修建高速公路必将成为常态化。多年冻土造成路基冻胀融沉及变形的不稳定性与高速公路建设高标准之间的矛盾异常突出,尤其是复杂水热环境下冻土沼泽区路基变形的防治问题已经成为新的难题。而公路路基和铁路路基存在一定的差异,所以不能照搬青藏铁路关于路基变形及防治的一些研究成果,需要研究出适用于高速公路多年冻土区的理论和防治措施。本文针对共玉高速公路冻土沼泽区复杂水热环境导致的路基变形问题,以“共玉高速公路冻土沼泽地段路基关键技术研究”项目为依托,以共玉高速冻土沼泽区路基为研究对象,采用现场调查、室内试验、变形监测和数值模拟等手段,进行了以下几个方面的研究:1、冻土沼泽区复杂水热环境成因研究。多年冻土区冻土沼泽形成时存在一种天然的水热平衡,这种水热平衡对保护多年冻土是有利的。然而高速公路的修建势必会破坏原来的水热平衡体系,进而形成新的更为复杂的水热环境。本文通过对共玉高速沿线冻土沼泽区的分布及其工程地质分区特征分析,同时结合气候、太阳辐射、地形地貌、地层岩性、水文地质等影响水热环境的因素,进而更加深入地从复杂水文地质环境、复杂融区水热环境、复杂工程建设环境等方面分析了复杂水热环境的成因。进而得出复杂水热环境成因主要是由于水、热、工程建设等综合因素所致,这种复杂的水热环境导致路基变形特征的独特性。2、冻土沼泽区路基变形特征研究。复杂的水热环境加剧了路基的冻胀融沉,对路基的稳定性具有很大的影响。为了准确研究水热环境对路基变形特征的影响,通过对既有G214及共玉高速路基病害调查,并结合各病害分布特征,深入分析复杂水热环境下共玉高速路基变形的影响因素、过程及类型特征。得出路基变形特征主要表现为路基沉陷、不均匀沉降、边坡失稳等,为了规避这种变形(病害)就需要对内在变形机理进行深入研究。3、冻土沼泽区路基变形机理研究。地基土和路基填料组成了新的路基结构,这种结构在构建新的水热平衡时就会产生强烈的冻融现象,而这种冻融现象又会产生大量的路基病害。根据在复杂水热环境下路基填料的颗粒分析试验、易溶盐试验、击实试验、毛细管水上升高度试验、渗透试验、冻胀特性试验、冻融循环试验;以及地基土的冻胀试验、颗粒分析试验、液塑限试验、融沉特性试验的基础上,从路基填料和地基土这两个微观方面深入分析了路基的冻融特性。同时,为了准确研究水热环境改变对路基地温场变化以及路基变形的影响,通过路基地温场及位移监测,采集公路建设各阶段路基地温场及变形监测值,深入分析复杂水热环境下监测断面的路基地温场和沉降变形的相关性。结合以上两个方面的研究,并从力学角度深入分析了产生路基变形的水分迁移、温度场效应及冻融循环理论,进而总结出复杂水热环境下冻土沼泽区路基变形机理。为科学有效的采用变形防治措施提供了理论依据,对冻土沼泽区公路建设具有指导意义。4、冻土沼泽区路基变形防治措施研究。原G214线在建设和运营过程中,出现一系列的路基病害,针对不同的路基病害也采用了很多防治措施,这些措施最核心的目的就是解决水热平衡问题,人为快速地使路基和天然土体以及周边环境进行融合,构建新的平衡,进而减小水热交换对路基的破坏。目前常用单一的或简单的复合路基防治措施只能片面地解决复杂水热环境的某个方面,不能完全适应复杂水热环境的要求,故而需要研究出适应复杂水热环境的一套综合整治措施。本文结合复杂水热环境的成因、路基变形特征、路基变形机理等研究成果,提出7种防治措施,并详细分析这7种防治措施的特点以及可以解决的问题。再通过数值模拟对比分析这7种防治措施的效果,进而研究出一套适用于共玉高速冻土沼泽区的路基变形的防治措施。新提出的热棒+保温板+遮阳板+片石路基+砂垫层综合防治方案,更好地适应了共玉高速冻土沼泽区建设环境,既解决了路基热量问题又解决了路基排水问题,对于复杂水热环境下路基变形控制具有显着效应,能明显提升冻土沼泽区多年冻土上限,降低路基累积沉降量,解决了冻土沼泽区复杂水热环境问题。本措施成功应用于共玉高速路基变形防治工程,具有重要的现实意义。通过以上4个方面的研究,掌握了共玉高速冻土沼泽区复杂水热环境的成因,研究了复杂水热环境下路基的变形特征及变形机理,提出了新的综合防治措施。本研究成果对多年冻土沼泽区高速公路的建设和安全运营有较大的指导和借鉴意义,社会和经济效益显着。
严健[3](2019)在《高海拔寒区特长公路隧道冻胀特性及防冻研究》文中提出四川和西藏两省区作为三大国家战略中“一带一路”和“长江经济带”的重要战略交汇点,交通基础设施的建设具有十分重大的意义。加快川藏铁路、藏区高速公路等快速进出藏区通道的建设以及对现有进藏大通道的改扩建工作已成为迫切的战略需求。在上述工程中,高海拔寒区特长隧道屡见不鲜,其中穿越冻土和冻岩地层的隧道修建已成为工程中面临的重要难题。本论文依托多座典型高海拔寒区特长公路隧道,并主要以国道317线(川藏公路北线)新建雀儿山隧道为研究对象,采用现场调研、文献调查、理论分析、数值模拟、现场试验和原位测试等综合手段,对寒区特长公路隧道冻土和冻岩地层下隧道施工期、运营期围岩-结构冻胀特性和防冻问题进行研究,并取得了以下研究成果:(1)调研并比较分析了典型高海拔寒区特长隧道的围岩和构成分布、地质和水文特点、寒区气候指标特征;探明了高海拔特长公路隧道冻害与进洞里程、围岩类型、通风及地下水等因素的相关性;就特长隧道不同地层时的冻害成因、冻害特征,冻胀机理、冻胀破坏模型进行了概括;讨论了冰碛冻土和裂隙花岗岩隧道冻胀性分级标准,并应用上述标准对典型高海拔寒区隧道进行了冻胀性分级。(2)对隧道贯通前后隧道洞内外温度场、围岩-结构温度场和风场进行了长期系统的现场测试,揭示了高海拔寒区特长公路隧道低温大风成因;利用SST湍流模型分析,探明了不同通风方式,特别是运营期平导压入通风方式下寒区特长公路隧道主洞、平导和横通道中温度场和风场的时空分布变化规律。(3)对雀儿山隧道进出口段冰碛地层冻土热力学参数取值方法进行了研究,得到了冰碛地层季冻土物理特性和温度特性,同时,以冻融圈冻胀理论为依据,利用数值计算得到了冰碛地层围岩温度场随埋深和时间的冻融规律,并就隧道冻胀力、冻胀变形量进行了计算;设计了针对冰碛地层隧道的“温度+冻胀压力+冻胀应力”原位测试方案,通过现场试验验证进一步明确了冻胀作用时冰碛地层-衬砌结构的冻胀特性。(4)通过施工检测就衬砌背后空洞、不密实等缺陷进行了统计,利用热液固耦合计算得出空洞存水冻胀时,随着未冻水体积含量、存水空间大小、存水空间位置变化所导致的冻胀力及相应的结构冻胀应力、损伤和变形发展规律;同时计算得出了裂隙花岗岩不同裂隙倾角、间距等工况下裂隙水冻胀对结构内力、变形的影响,最后,通过原位测试及与前人研究成果的比较验证,进一步明确了寒区隧道空洞及裂隙共存花岗岩在冻胀作用时围岩-衬砌结构的冻胀特性。(5)分别就高海拔寒区特长隧道通风升温系统以及不同地层施工防冻措施进行了研究,并就运营期隧道洞口端保温隔热材料选型、厚度和设防范围等关键参数进行计算,通过现场测试和数值计算对其升温效果和保温层效果进行了分析。
祁航[4](2019)在《西藏阿里地区国道219线区界至日土段冻土层研究及其对公路工程的影响》文中指出国道219线,也称新藏公路,是我国一条具有重要战略意义的公路。它是现阶段连接新疆和西藏的唯一通道,也是为西藏阿里地区进行物资运输的重要道路。本论文以国道219线(西藏境)区界至日土段为研究对象,通过相关资料搜集、整理,采用工程地质调绘、钻探、物探等综合勘探方法,对沿线冻土进行勘察,查明沿线冻土发育特征及不良地质和道路病害分布,并对该冻土路段的工程地质条件进行评价,提出对应的工程措施建议。国道219线(西藏境)区界至日土段北起K649+200,南至K926+480.135。其中路线起点K649+200至K773+450段分布连续片状多年冻土,K773+450至K930+000段分布季节冻土。本区段多年冻土按含冰量划分,其冻土类型以少冰、多冰、富冰冻土为主,局部路段为饱冰冻土,而含土冰层很少出现。本区段多年冻土的年平均地温Tcp=-2.0℃-3.5℃,属于低温多年冻土。研究区总体上越往南,冻土含冰量越少,K649+200至K758+750冻土类型多为多冰或富冰冻土,从K760+000至K773+450冻土类型以少冰冻土多冰冻土为主。该路段冻土天然上限一般1.52.5米之间;由于该路段冻土层总厚度较大,本次钻探深度内未见冻土下限。国道219线(西藏境)区界至日土段沿线冻土对公路造成的道路病害主要有冻胀、融沉、翻浆。其中冻土层上水发育的细颗粒土路段、富冰、饱冰冻土路段冻胀融沉现象比较严重;K871+200K872+800、K874+200K874+600、K891+900K892+600段翻浆较为严重。其他道路病害有雪害、水毁等。根据《青藏铁路多年冻土区工程勘察暂行规定》和已有相关研究成果,对沿线冻土进行定性工程地质评价,总体来说全线工程地质条件一般,其中红山湖湖盆区连续多年冻土、龙木错湖盆区连续多年冻土、多玛曲及其支流宽浅河谷区连续多年冻土工程地质条件一般;泉水湖湖盆区连续多年冻土、松西(索玛)草甸宽滩区连续多年冻土、红土达坂山岭区连续多年冻土为不良工程地质地段。由于研究区冻土属于低温多年冻土,设计时考虑尽量采用填土高度满足保护冻土的临界高度要求,对于富冰、饱冰冻土及含土冰层路段,需要处理好冻胀、融沉两大难题,对于地下水发育路段还需完善地下水防截排工程。水毁和雪害路段主要建议抬高路基,对不同路段做针对性处理。根据沿线冻土勘察、道路病害发育的具体情况,提出了有针对性的整治措施建议,为后期道路整治提供了非常有建设意义的方案。
房建宏[5](2017)在《青藏高原东部多年冻土区高速公路建设适应性对策研究》文中研究表明2010年共和至玉树高等级公路(共玉高速)正式启动,在多年冻土区该线路与214国道基本平行,勘察结果表明214国道沿线与新建共玉高速沿线多年冻土分布格局基本相似。高等级公路的建设对道路的修筑提出了更高的要求,而多年冻土无疑也成为共玉高速建设所面临的最大问题之一。虽然青藏高原多年冻土区公路、铁路等工程建设已经积累了很多经验,但并不能满足高速公路建设的高标准要求。本研究通过总结与分析国内外学者已有的研究成果,以青藏高原东部多年冻土区高速公路建设适应性的对策研究为目的,以共玉高速沿线多年冻土问题及其对交通运输的影响为研究背景,以冻土路基的稳定技术为研究主线,采用现场病害调查、现场试验与观测、工程实际应用与理论分析相结合的手段,调查研究了青藏高原多年冻土东部地区高速公路建设现状及存在的主要工程问题,分析了共玉高速多年冻土分布和变化趋势,评价了共玉高速沿线冻土工程地质情况,建设了多年冻土面向高速公路建设的综合试验系统,通过试验分析了高速公路多年冻土区综合路基结构的服役性能,并针对青藏高原东部多年冻土区特殊地质情况提出了6种具体路基实施方案,用于指导多年冻土地区高速公路的设计、建设工作。本文研究成果对于评价多年冻土地区工程地质、指导该类似地区类似工程的设计、建设、养护与维修的工程实际意义重大,可以带来非常大的社会经济效益。本研究取得了以下成果及研究结论:(1)新建共玉高速和214国道沿线冻土分布、类型的对比研究结果表明:共玉高速和214国道沿线多年冻土分布基本一致。共玉高速沿线多年冻土地区,气候继续变暖,冻土地温升高,冻土上限下移,部分冻土甚至消失。该地区还存在大量的冻土不良地质现象,这对拟建的共玉高速稳定性造成了巨大威胁,产生的主要工程问题包括:寒冻风化作用、季节性冻胀丘、多年生冻胀丘、冻融草丘、冰椎(又称涎流冰)、融冻泥流、热融湖塘、热融滑塌、热融侵蚀和不同区域的不同程度冻土退化。(2)青藏高原东部多年冻土地区年均气温从1982年开始快速升温,升温速率约0.069℃/a。2003至2014年的监测数据表明,姜路岭段、醉马滩、红土坡段、花石峡镇附近、长石头山段、多格蓉段冻土地温升温速率分别为:0.013℃/a、0.012℃/a、0.010℃/a、0.016℃/a、0.007℃/a、0.082℃/a。共玉高速花石峡段K414+580处冻土上限下移速率约为0.06m/a。姜路岭、醉马滩、醉马滩、红土坡、花石峡、多格蓉段和清水河段冻土地温处于吸热状态,长石头山段冻土观测点地温处于放热状态,查拉坪段属于放热稳定冻土。花石峡冻土段冻土厚度退化减薄速率为0.53m/a。基于典型断面的温度监测数据,通过修正Stefan公式得到K369+100和K391+100两处地表冻结指数。计算得到了用于融化深度计算的预测公式。(3)根据冻土条件和自然条件两个准则,建立了基于突变级数法的冻土地质评价模型。并对共玉高速沿线4种典型多年冻土含冰类型、三种地温状态进行了多年冻土工程地质条件评价分析。评价结果与沿线历年来的工程实际情况比较吻合。(4)建立了不同路面条件下地气热交换规律长期试验系统、堆石体路基降温机制长期试验系统、热管降温机制长期试验系统、通风管降温机制长期试验系统、高温冻土蠕变规律长期试验系统、坡向对路基边坡温度场影响试验系统和桩基承载力及桩土相互作用长期试验系统,配套了先进的长期监测设备,获取了冻土与工程稳定性的长序列基础数据,为多年冻土区公路工程修筑技术和病害治理技术的工程效果及设计优化研究提供可靠的试验资料。(5)基于野外试验监测数据,分析了不同路面条件下地气热交换规律、堆石体路基降温机制、热管降温机制、通风管降温机制、高温冻土蠕变规律、坡向对路基边坡温度场影响和桩基承载力及桩土相互作用的工程效果,为进一步优化各类设计参数提供了科学依据。(6)针对青藏高原东部多年冻土区特殊地质情况,提出了 6种具体路基实施方案,包括通风管路基、块石路基、隔热层路基、块石—通风管复合路基、热棒路基、热棒—隔热层复合路基,并对其工作原理、适用范围、设计原则、和路基设计以及施工技术及方法进行详细描述,用于指导多年冻土地区高速公路的设计、建设工作。
陈继,冯子亮,盛煜,曹元兵,房建宏[6](2014)在《214国道沿线的多年冻土及其工程地质条件评价》文中进行了进一步梳理214国道位于青藏高原的东缘,1985-2012年期间的冻土勘察和地温监测资料表明,在河卡山至清水河439 km范围内的高山、滩地和沼泽化草甸地区分布着不连续和岛状多年冻土,公路实际穿越的多年冻土段累计里程约232.4 km,沿线绝大部分路段的地温高于-1.5℃,含冰量、冻土上限等多年冻土特征指标随地形、地貌变化剧烈.在分析上述资料的基础上,从冻土热稳定性和自然环境两个因素入手,采用突变级数法建立了多年冻土工程地质条件评价模型并对214国道多年冻土工程地质条件进行了定量评价.结果表明:214国道沿线冻土热稳定性普遍较差,自然环境多处于一般状态.除局部少冰、多冰冻土路段以外,沿线多年冻土工程地质条件总体处于较差或恶劣状态.与214国道病害调查资料进行比较后发现,路基病害一般发生在工程地质条件差的路段.这表明该评价结果比较准确的反映了沿线的多年冻土工程地质条件,对于现有214国道和新建共和-玉树高速公路的运营和维护具有重要的指导意义.
郑镝[7](2009)在《青藏高原腹地多年冻土区典型地质灾害研究》文中进行了进一步梳理在全球变暖的形势下,开展冻土区的灾害研究是第四纪地质灾害研究的一项重要任务。青藏高原150万平方公里的多年冻土区,冻结和融化交替出现,对工程和生态破坏相当严重,青藏公路病害率出高达31.7%。对青藏高原腹地冻土区进行灾害地质研究有着重要的现实意义。论文在进行大量的野外地质调查、收集研究区灾害资料的基础上,从地貌分区入手,综合地质、水文、地形、构造现状和冻土现状进行灾害分布的规律研究,确定了研究区有10种灾害类型,分析了冻土区重要地质灾害的形成机理,并建立了其演化模式。认为在青藏高原腹地,冻胀融沉是主要致灾作用,含水量及土质的冻胀融沉系数是危害发育程度的重要因素;第三纪五道梁组和雅西措组湖相沉积是研究区主要的成灾地层。论文分析了多年冻土区灾害现象的区域性和冻土特征,确定了灾害等级,将研究区主要灾害分为13个区(沙化区除外)。中等以上的灾害区多分布在唐古拉山以北的沉降盆地和河谷区及山麓一带。根据与灾害成因有关的3类11种因子,对冻土区各种地质灾害进行了灾害的危害性综合评估,将研究区划分为26个灾害危险区。根据70年代和90年代不同卫星资料,地形和地质资料,论文确定了研究区内近30年来沙化的发展趋势和现状,划分出了4个沙化影响带,确定了六个沙化示警区,分析了典型沙化区的沙化演化过程。得出研究区内冻土退化导致沙化由中部向南、北两端扩展的结论,且向南风积沙化加强,向南推进的速度约20年1纬度。提出唐古拉山南至安多的错那湖北岸是重点风积沙化区,对青藏高原南部地区的整个生态环境及青藏铁路安全将构成严重威胁。应用冻土响应温度变化模型成果,对研究区的灾害发展进行了未来50年的变化趋势预测,认为在未来的50年内,是青藏高原灾害发展的活跃期,唐古拉山以北的沉降盆地、河谷和高原面是重点灾害区,且融沉害灾加重。冻胀和融沉灾害的治理多以工程防水排水的方式,公路和铁路以架桥、修建涵洞和垫高路基为主,非保护冻土的灾害严重区适合于填土换方方法治理。
熊治文[8](2011)在《青藏铁路多年冻土区桥梁墩台变形机理及其整治技术研究》文中认为青藏高原是世界上中、低纬度地带海拔最高、多年冻土分布面积最广、厚度最大、温度较低的地区,自然条件恶劣,工程地质条件复杂。青藏铁路格拉段经过的高原多年冻土区长约547 km,共有桥梁445座,总长118.6 km。在投入运营2年后,陆续发现格拉段部分桥梁墩、台发生变形及支座位移等病害,成为青藏铁路持续安全运营的隐患。通过对运营后多年冻土区桥梁工程出现的主要变形情况进行现场调查,研究铁路运营期间地基多年冻土的变化,分析多年冻土区桥梁墩、台地基温度场与变形关联,对运营期桥梁工程运行状态进行评价,提出青藏铁路多年冻土区桥梁墩、台变形的预警和综合整治措施,对青藏铁路的安全运营具有理论引导意义和实际应用价值。根据现场调查和监测数据,采用室内试验与数值计算相结合的方法,对桥梁墩、台变形的机理、发展趋势和变化规律进行分析,提出限制桥梁墩、台变形的工程治理措施。主要研究结论:1)在观测期间,除K1401+888大桥桥墩变形较大外,其余桥梁墩、台的沉降变形均较小,最大累计变形量不超过8mm,已基本处于稳定状态。2)青藏铁路多年冻土区桥梁墩、台变形的主要原因为:①桥台背后土体水平冻胀;②桥台承台下地基土法向冻胀;③个别桥墩桩基承载力不足。3)对于桥台变形,采用防排水、保温及改变地表条件等综合措施,延缓多年冻土变化进而减缓桥台变形。4)对于K1401+888大桥桥墩变形问题,除采取防排水及保温、主动降温等措施以外,还进行了加桩设计控制桥墩的沉降变形。主要创新点为: 1)系统总结了青藏铁路多年冻土区桥梁墩、台变形病害现状及特点,揭示了病害机理。2)提出了通过改善地基多年冻土环境、减少地基土冻胀及增加桩基承载力等方式来控制桥梁墩、台变形的整治措施,以保证青藏铁路的可持续安全运营。3)提出了多年冻土区桥梁桥台位置选择等设计优化建议。
牛富俊,马巍,吴青柏[9](2011)在《青藏铁路主要冻土路基工程热稳定性及主要冻融灾害》文中指出在介绍青藏高原多年冻土退化背景及其工程影响的基础上,通过主要冻土路基现场监测和沿线调查,对青藏铁路冻土路基2002年以来的地温发展过程、热学稳定性及次生冻融灾害进行了分析。结果表明:青藏铁路自2006年通车后冻土路基整体稳定,列车运行速度达100 km/h,达到设计要求,但不同结构路基的热学稳定性不同,采取"主动冷却"方法的路基稳定性显着优于传统普通填土路基。管道通风路基、遮阳棚路基及U型块石路基冷却下伏多年冻土的效果显着,块石基底路基左右侧对称性较差,而处于强烈退化冻土区和高温冻土区的普通路基热稳定性差,需结合路基所在区域局地气候因素予以调整或补强。以热融性、冻胀性及冻融性灾害为主的次生冻融灾害对路基稳定性存在潜在危害,主要表现为路基沉陷、掩埋、侧向热侵蚀等,其中目前最为严重的病害是以路桥过渡段沉降为代表的热融性灾害。
陈拓[10](2011)在《机车荷载作用下青藏铁路多年冻土区典型结构路基稳定性研究》文中指出青藏铁路格(尔木)—拉(萨)段全长1142km,其中穿越连续多年冻土区546.41km(其间融区总长为101.68km),位于多年冻土区的路基占多年冻土区总长的72.3%。自2006年7月1日青藏铁路正式开通运营以来,因其穿越大面积连续多年冻土区,铁路的长期运行安全性备受关注。多年冻土区铁路路基及其下部冻土的热状况是路基稳定性的关键因素。为了减小工程扰动的影响,有效保护多年冻土,青藏铁路在修建时,针对多年冻土区路基采用了主动保护多年冻土的工程措施。在北麓河试验段,采取了一系列青藏铁路典型的路基结构形式,其中包括,块(碎)石路基、通风管路基、保温材料、热棒、块(碎)石护坡、边坡防护工程、合理路基高度、遮阳板护坡、拼装式涵洞基础等等,以上不同的路基结果形式均取得了很好的试验和运营效果。但是,多年冻土区部分地段的路基工程从施工完成到运营均有一些病害产生,影响了行车速度,也给运营安全带来了潜在的威胁。因此,开展运营后多年冻土区典型结构路基工程状态的研究、评价其安全稳定性,是保证青藏铁路多年冻土区路基工程长期、安全、可靠运营的关键。本文采用相关资料收集分析和现场调查、现场强震动测试、理论分析和计算等方法,分析了多年冻土区不同铁路结构路基在机车通过实时加速度和速度变化以及机车的振动频率特性,得到不同季节、不同断面的振动加速度衰减规律,研究了列车振动荷载作用下不同路基断面动力响应特征。在此基础上运用二维等价线性响应时程动分析法对典型结构路基进行了动力响应的数值计算;并在以往三轴流变实验的基础上,对青藏铁路多年冻土区的普通素土路基在等效机车荷载作用下的蠕变效应进行了分析。论文的主要结论和创新性成果如下:(1)多年冻土区机车通过时,无任何处理措施的素土路基表层振动响应强烈,不利于维持多年冻土区路基结构的动力稳定性。(2)机车载荷通过路基的传递,与路基相同的成分显示出振动卓越性,与路基结构差异较大的成分被吸收。碎石路基、块石路基、普通路基结构的固有频率为30~40Hz,通风管路基的固有频率为40~50Hz。(3)机动车荷载传递的衰减效应暖季大于寒季。寒季路肩上部土体冻结,结构刚度大,传递速度快,衰减效应小。素土路基的振动衰减要略大于块石路基。(4)素土路基与块石路基的最大沉降量均发生在路基上部土体处,最大位移分别为0.018及0.020mm;然而,对于振动沉降量的控制,块石路基的效果优于素土路基。(5)ABAQUS软件中时间硬化与蠕变模型能较好地模拟路基运营过程中的蠕变效应。数值模拟表明,随着时间的延长,素土路基中各点的位移和蠕变应变不断增大,并最终趋于稳定。路基的竖向位移由路基顶部中心位置向路基内部和两侧逐渐减小,竖向变形最大值位于顶部中心,其最大位移达到14mm,与路基断面的年沉降变形观测值一致。(6)素土路基中心的蠕变应变值大于路基顶面和天然地表的应变值,路基道砟下部的蠕变应变值最大,原天然地表位置处的应变值最小。路基中心受机车荷载影响最大。边坡的应变较同一高度的路基中心处的应变有所下降,不同高度的应变值随路基高度的增加而增加。
二、青藏铁路多年冻土工程地质综合分类探讨(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、青藏铁路多年冻土工程地质综合分类探讨(论文提纲范文)
(1)基于多源SAR数据青藏高原冻土冻融过程及时空分布研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 InSAR技术的研究现状 |
1.2.2 青藏高原冻土形变监测研究现状 |
1.2.3 青藏高原交通工程沿线形变监测研究现状 |
1.2.4 青藏高原冻土活动层厚度反演研究现状 |
1.2.5 青藏高原冻土分布研究现状 |
1.2.6 有待研究的问题 |
1.3 论文的研究内容与章节安排 |
1.3.1 研究内容 |
1.3.2 章节安排 |
第2章 青藏高原形变和活动层厚度反演InSAR方法研究 |
2.1 引言 |
2.2 青藏高原冻土冻融过程形变反演InSAR技术 |
2.2.1 永久散射体技术 |
2.2.2 分布式散射体技术 |
2.3 青藏高原冻土InSAR形变模型 |
2.4 基于InSAR技术的活动层厚度反演方法 |
2.4.1 基于季节性形变量活动层厚度反演方法 |
2.4.2 基于热传导定律的活动层厚度反演 |
2.4.3 基于MT-InSAR形变和多维土壤水分分布的活动层厚度反演 |
2.5 本章小结 |
第3章 基于超算平台PFDS-CSInSAR技术青藏高原形变反演 |
3.1 引言 |
3.2 PFDS-CSInSAR技术 |
3.2.1 Sentinel-1 数据预处理和干涉流程 |
3.2.2 CSI处理 |
3.2.3 DSI处理 |
3.2.4 DSI并行策略 |
3.2.5 时序InSAR流程 |
3.2.6 多轨InSAR形变结果拼接 |
3.3 青藏高原介绍 |
3.4 实验数据集 |
3.5 实验结果及分析 |
3.5.1 DSI处理结果 |
3.5.2 青藏高原形变速率结果图 |
3.5.3 青藏高原形变速率成因分析 |
3.5.4 并行DSI处理效率分析 |
3.6 实验结果对比与验证 |
3.6.1 PFDS-CSIn SAR与 CSIn SAR结果对比 |
3.6.2 部分区域验证 |
3.7 本章小结 |
第4章 青藏铁路沿线冻土冻融过程形变监测及冻土分类 |
4.1 引言 |
4.2 基于季节性形变模型自适应分布式散射体技术 |
4.2.1 青藏高原自适应分布式散射体技术 |
4.2.2 基于季节性形变模型的时序解算部分 |
4.3 基于季节性形变模型时序形变结果冻土分类方法 |
4.4 研究区和数据集介绍 |
4.5 实验结果与分析 |
4.5.1 青藏铁路沿线自适应分布式散射体技术结果与分析 |
4.5.2 Sentinel-1 数据青藏铁路沿线季节性形变结果 |
4.5.3 青藏铁路沿线季节性形变结果区域性分析 |
4.5.4 青藏铁路沿线冻土分类制图结果与分析 |
4.6 青藏铁路沿线结果对比与验证 |
4.6.1 青藏铁路沿线形变结果与NSBAS技术对比 |
4.6.2 青藏铁路沿线水准数据验证 |
4.6.3 青藏铁路沿线冻土分类结果野外采样点验证 |
4.7 本章小结 |
第5章 多源SAR数据冻土冻融过程及活动层厚度时空分析 |
5.1 引言 |
5.2 NSBAS 技术和活动层厚度反演模型 |
5.2.1 NSBAS技术 |
5.2.2 基于NSBAS技术季节性形变活动层厚度反演模型 |
5.3 研究区和实验数据介绍 |
5.3.1 研究区 |
5.3.2 数据源 |
5.4 实验结果与分析 |
5.4.1 多源SAR数据形变参数估计结果与时空分析 |
5.4.2 北麓河地区形变结果分析 |
5.4.3 北麓河地区活动层厚度结果与分析 |
5.5 本章小结 |
第6章 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.1.1 主要研究结论 |
6.1.2 主要创新点 |
6.2 存在问题与展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
(2)复杂水热环境下共玉高速冻土沼泽区路基变形及其防治研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 前言 |
1.1 选题依据及研究意义 |
1.1.1 选题依据 |
1.1.2 研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 冻土沼泽区复杂水热环境成因研究现状 |
1.2.2 冻土沼泽区路基冻融特性研究现状 |
1.2.3 冻土沼泽区路基结构研究现状 |
1.2.4 冻土沼泽区路基病害研究现状 |
1.2.5 冻土沼泽区路基病害防治措施研究现状 |
1.2.6 研究现状的不足与问题 |
1.3 研究内容、技术路线及主要创新点 |
1.3.1 研究内容 |
1.3.2 技术路线 |
1.3.3 主要创新点 |
第2章 共玉高速冻土沼泽区复杂水热环境成因 |
2.1 冻土沼泽区分布 |
2.2 冻土沼泽区工程地质分区 |
2.3 复杂水热环境影响因素 |
2.3.1 气候 |
2.3.2 太阳辐射 |
2.3.3 地形地貌 |
2.3.4 地层岩性 |
2.3.5 水文地质 |
2.4 复杂水热环境成因 |
2.4.1 复杂的水文地质环境 |
2.4.2 复杂的融区水热环境 |
2.4.3 复杂的工程建设环境 |
2.4.4 复杂水热环境成因综合分析 |
2.5 本章小结 |
第3章 共玉高速冻土沼泽区路基变形特征 |
3.1 路基病害分布特征 |
3.1.1 原国道G214路基病害调查 |
3.1.2 共玉高速冻土沼泽区路基病害调查 |
3.1.3 共玉高速冻土沼泽区路基病害分布特征 |
3.2 路基变形影响因素 |
3.2.1 水热环境因素 |
3.2.2 工程建设因素 |
3.3 路基变形特征 |
3.3.1 路基变形过程 |
3.3.2 路基变形特征 |
3.4 本章小结 |
第4章 共玉高速冻土沼泽区路基变形机理 |
4.1 路基冻融特性试验 |
4.1.1 路基填料冻融特性试验 |
4.1.2 地基土冻融特性试验 |
4.1.3 试验结果分析 |
4.2 路基变形监测 |
4.2.1 监测断面选择原则 |
4.2.2 监测断面概况 |
4.2.3 路基地温场及变形监测系统 |
4.2.4 路基断面地温监测结果 |
4.2.5 路基断面变形监测结果 |
4.2.6 路基变形监测结果特征分析 |
4.3 路基变形机理 |
4.3.1 水分迁移 |
4.3.2 温度场效应 |
4.3.3 冻融循环 |
4.4 本章小结 |
第5章 共玉高速冻土沼泽区路基变形防治措施研究 |
5.1 路基变形防治原则 |
5.2 路基变形常用防治措施适用性分析 |
5.2.1 单一防治措施 |
5.2.2 复合防治措施 |
5.3 路基变形综合防治措施数值模拟研究 |
5.3.1 数值模拟软件介绍 |
5.3.2 数值模拟理论基础 |
5.3.3 数值计算模型 |
5.3.4 边界条件设定 |
5.3.5 模型计算参数 |
5.3.6 数值模拟结果分析 |
5.3.7 不同防治方案效果对比 |
5.4 共玉高速冻土沼泽区路基病害防治实例 |
5.4.1 醉马滩冻土沼泽区 |
5.4.2 长石头山冻土沼泽区 |
5.4.3 巴颜喀拉山冻土沼泽区 |
5.5 本章小结 |
结论 |
致谢 |
参考文献 |
攻读学位期间取得学术成果 |
(3)高海拔寒区特长公路隧道冻胀特性及防冻研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 问题的提出及研究意义 |
1.2 国内外研究综述 |
1.2.1 寒区隧道温度场及多场耦合研究现状 |
1.2.2 冻土和冻岩冻胀特性研究现状 |
1.2.3 寒区冻土冻岩隧道冻胀损伤机理研究 |
1.2.4 寒区特长隧道防冻保温技术措施 |
1.3 选题依据、研究内容及方法 |
1.3.1 选题依据 |
1.3.2 主要研究内容和方法 |
第2章 高海拔寒区特长隧道冻害及冻胀性分级 |
2.1 高海拔寒区隧道及冻害现象 |
2.1.1 高海拔隧道主要冻害现象 |
2.1.2 寒区隧道冻害因素分析 |
2.2 寒区高海拔典型特长隧道调查分析 |
2.3 冰碛地层工程特性及冻胀性分级标准 |
2.3.1 冰碛地层工程特性 |
2.3.2 冰碛地层冻土物理力学参数取值 |
2.3.3 冰碛地层冻胀率及冻胀性分级标准 |
2.4 冻结花岗岩石及岩体冻胀性分级标准 |
2.4.1 裂隙岩石及其冻胀率计算 |
2.4.2 冻结花岗岩冻胀性分级标准及依托工程冻胀性分级 |
2.4.3 不同冻胀级别隧道防冻要点 |
2.5 本章小结 |
第3章 高海拔寒区特长公路隧道风场-温度场研究 |
3.1 雀儿山隧道风场-温度场现场测试 |
3.1.1 现场监测目的 |
3.1.2 风场-温度场现场测试仪器设备 |
3.1.3 测点及测试断面布置 |
3.1.4 测试时间及频率 |
3.1.5 风场-温度场测试结果分析 |
3.2 隧道风流场-温度场理论模型 |
3.2.1 隧道内风流场及气固换热的基本假定 |
3.2.2 洞内风流湍流模型 |
3.2.3 风流温度场控制方程 |
3.2.4 气固换热及换热系数 |
3.2.5 围岩-结构温度场方程 |
3.3 基于SST湍流模型的洞内风流场—温度场数值计算模型及参数 |
3.3.1 模型主要尺寸参数 |
3.3.2 计算参数的确定 |
3.3.3 模型建立 |
3.4 隧道风场数值计算结果分析 |
3.4.1 风向 |
3.4.2 气压 |
3.4.3 风速 |
3.5 隧道温度场分布及变化规律 |
3.5.1 洞内气温场 |
3.5.2 二衬表面温度场 |
3.5.3 围岩温度场 |
3.6 现场测试及数值分析结果比较 |
3.7 本章小结 |
第4章 冰碛地层-结构冻胀特性分析 |
4.1 寒区冰碛地层隧道冻胀特性的数值计算分析 |
4.1.1 热力学参数取值方法 |
4.1.2 隧道冰碛地层三维数值模型建立 |
4.1.3 冰碛地层数值计算结果分析 |
4.2 冰碛地层围岩-结构冻胀力原位测试及结果分析 |
4.2.1 原位测试原理和方案 |
4.2.2 现场测试结果分析 |
4.3 现场冻胀力测试及计算结果比较分析 |
4.4 本章小结 |
第5章 岩质地层-结构冻胀特性分析 |
5.1 雀儿山隧道岩质地层地质及缺陷检测分析 |
5.2 岩质隧道热-流-固-损耦合理论模型 |
5.2.1 渗流场与温度场的基本方程 |
5.2.2 渗流场和温度场的数值分析 |
5.2.3 渗流荷载和冻胀荷载 |
5.2.4 围岩-结构损伤本构模型 |
5.2.5 耦合方程的求解 |
5.3 岩体冻胀力数值计算模型及参数 |
5.3.1 衬砌背后空洞存水冻胀数值模型的建立 |
5.3.2 裂隙水冻胀数值模型的建立 |
5.3.3 计算参数的确定 |
5.4 衬砌背后空洞存水冻胀计算结果分析 |
5.4.1 不同位置空洞存水冻胀对结构内力及位移的影响 |
5.4.2 未冻水体积含量对结构应力及位移影响规律分析 |
5.4.3 冻胀力作用下结构损伤扩展规律 |
5.5 岩体裂隙水冻胀数值计算结果分析 |
5.5.1 岩体不同倾角下裂隙水冻胀力对结构受力和变形影响 |
5.5.2 冻胀力随裂隙间距变化规律分析 |
5.6 富水裂隙围岩-结构冻胀力现场试验及比较分析 |
5.6.1 冻胀压力测试结果分析 |
5.6.2 衬砌结构内力测试结果分析 |
5.7 冻胀压力原位测试结果的比较分析 |
5.8 本章小结 |
第6章 施工期及运营期防冻措施及效果分析 |
6.1 施工期防冻措施及效果 |
6.1.1 施工期通风升温系统设计 |
6.1.2 施工期通风加热理论计算 |
6.1.3 施工期通风升温效果的现场测试 |
6.1.4 冰碛地层施工防冻措施 |
6.1.5 寒区富水裂隙硬岩地层注浆措施 |
6.2 运营期保温层材料选型及参数设计 |
6.2.1 保温隔热层材料选型 |
6.2.2 敷设保温层隧道气热耦合计算模型 |
6.2.3 计算结果分析 |
6.3 本章小结 |
第7章 结论与展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表的主要学术论文 |
攻读博士学位期间参与的科研项目 |
(4)西藏阿里地区国道219线区界至日土段冻土层研究及其对公路工程的影响(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 选题背景及研究意义 |
1.1.1 选题背景 |
1.1.2 研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 国内外冻土研究现状 |
1.2.2 国道219 线沿线冻土及工程地质问题研究现状 |
1.3 本论文研究的主要内容 |
1.4 本论文研究思路和技术路线 |
第二章 自然地理及工程地质条件 |
2.1 自然地理 |
2.1.1 地理位置 |
2.1.2 地形、地貌 |
2.1.3 气象、气候 |
2.1.4 水文 |
2.1.5 植被生态 |
2.2 工程地质条件 |
2.2.1 地层岩性 |
2.2.2 水文地质 |
2.3 地质构造与地震 |
2.3.1 地质构造 |
2.3.2 新构造运动与地震 |
第三章 国道219线(区界-日土段)沿线冻土特征 |
3.1 冻土调查 |
3.1.1 工程地质调绘 |
3.1.2 地球物理探测 |
3.1.3 钻探与取样 |
3.1.4 室内试验 |
3.2 季节冻土 |
3.3 多年冻土 |
3.3.1 沿线多年冻土发育条件 |
3.3.2 多年冻土类型及冻土构造 |
3.3.3 冻土地温 |
3.3.4 多年冻土分布特征 |
3.4 本章小结 |
第四章 沿线冻土对公路工程的影响 |
4.1 沿线冻土对公路工程的影响 |
4.1.1 冻胀 |
4.1.2 融沉 |
4.1.3 路面翻浆 |
4.1.4 其他病害 |
4.2 沿线冻土工程地质评价 |
4.2.1 冻土工程地质评价原则 |
4.2.2 沿线冻土工程地质评价 |
4.3 工程措施建议 |
4.4 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
致谢 |
(5)青藏高原东部多年冻土区高速公路建设适应性对策研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 自然地理概括 |
1.2.2 多年冻土变化趋势 |
1.2.3 冻土工程地质评价 |
1.2.4 多年冻土与道路工程建设 |
1.3 国内外研究缺陷总结和深入研究分析 |
1.4 研究内容、方法及技术路线 |
1.4.1 研究内容、方法 |
1.4.2 技术路线 |
2 青藏高原东部多年冻土区工程走廊内冻土环境现状及变化趋势 |
2.1 高速公路概况 |
2.2 冻土分布、类型 |
2.2.1 214国道沿线冻土分布、类型 |
2.2.2 新建共玉高速和214国道沿线冻土分布、类型的对比研究 |
2.2.3 214国道沿线冷生灾害 |
2.3 214国道沿线多年冻土变化趋势 |
2.3.1 地表温度的变化 |
2.3.2 冻土地温变化 |
2.3.3 活动层和上限的变化 |
2.3.4 地温曲线形态变化 |
2.3.5 多年冻土厚度变化 |
2.4 214线典型断面观测资料分析 |
2.4.1 典型断面冻结指数计算 |
2.4.2 stefan解 |
2.5 冻土工程地质评价研究 |
2.5.1 评价指标体系 |
2.5.2 评价指标分级 |
2.5.3 评价标准 |
2.5.4 评价结果及分析 |
2.6 本章小结 |
3 面向高速公路建设的多年冻土区综合试验系统建设 |
3.1 试验内容 |
3.2 主要目标 |
3.3 试验场地的选址论证 |
3.4 试验设计 |
3.4.1 不同路面条件下地气热交换规律长期试验系统 |
3.4.2 堆石体路基降温机制长期试验系统 |
3.4.3 热管降温机制长期试验系统 |
3.4.4 通风管降温机制长期试验系统 |
3.4.5 高温冻土蠕变规律长期试验系统 |
3.4.6 坡向对路基边坡温度场影响试验系统 |
3.4.7 桩基承载力及桩土相互作用长期试验系统 |
3.5 本章小结 |
4 面向高速公路建设的多年冻土区综合路基结构试验分析 |
4.1 不同路面条件下地气热交换规律 |
4.1.1 监测数据分析 |
4.1.2 结论与建议 |
4.2 堆石体路基降温机制 |
4.2.1 监测数据分析 |
4.2.2 结论与建议 |
4.3 热管降温机制 |
4.3.1 监测数据分析 |
4.3.2 结论与建议 |
4.4 通风管降温机制 |
4.4.1 监测数据分析 |
4.4.2 结论与建议 |
4.5 高温冻土蠕变规律 |
4.5.1 监测数据分析 |
4.5.2 结论与建议 |
4.6 坡向对路基边坡温度场影响 |
4.6.1 监测数据分析 |
4.6.2 结论与建议 |
4.7 桩基承载力及桩土相互作用 |
4.7.1 监测数据分析 |
4.7.2 结论与建议 |
4.8 本章小结 |
5 青藏高原东部多年冻土地区高速公路建设措施研究 |
5.1 多年冻土区通风管路基技术规范 |
5.1.1 工作原理 |
5.1.2 适用范围 |
5.1.3 设计原则 |
5.1.4 路基设计与施工 |
5.2 多年冻土区块石路基技术规范 |
5.2.1 工作原理 |
5.2.2 适用范围 |
5.2.3 设计原则 |
5.2.4 路基设计与施工 |
5.3 多年冻土区隔热层路基技术规范 |
5.3.1 工作原理 |
5.3.2 适用范围 |
5.3.3 设计原则 |
5.3.4 路基设计与施工 |
5.4 多年冻土区块石-通风管复合路基 |
5.4.1 工作原理 |
5.4.2 适用范围 |
5.4.3 设计原则 |
5.4.4 路基设计与施工 |
5.5 多年冻土区热棒路基技术规范 |
5.5.1 工作原理 |
5.5.2 适用范围 |
5.5.3 设计原则 |
5.5.4 路基设计与施工 |
5.6 多年冻土区热棒-隔热层复合路基技术规范 |
5.6.1 工作原理 |
5.6.2 适用范围 |
5.6.3 设计原则 |
5.6.4 路基设计与施工 |
5.7 本章小结 |
6 结论 |
6.1 主要研究结论 |
6.2 创新点 |
6.3 需要进一步研究和改进的地方 |
参考文献 |
作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果 |
学位论文数据集 |
(6)214国道沿线的多年冻土及其工程地质条件评价(论文提纲范文)
0 引言 |
1 冻土调查数据及沿线冻土的分布和特征 |
1.1 冻土调查数据介绍 |
1.2 沿线冻土的分布及特征 |
1.2.1 河卡山岛状冻土区 (K231+000~K236+000) |
1.2.2 鄂拉山多年冻土地区 (K311+000~K326+000) |
1.2.3 姜路岭段山地多年冻土 (K348+000~K358+000) |
1.2.4 醉马滩连续多年冻土地区 (K367+000~K383+000) |
1.2.5 红土坡-花石峡段不连续多年冻土 (K387+000~K411+000) |
1.2.6 长石头山-多钦安克朗连续多年冻土 (K411+000~K464+000) |
1.2.7 黄河沿-龙根滩岛状多年冻土 (K464+000~K567+000) |
1.2.8 龙根查依玛连续多年冻土 (K566+000~K578+500) |
1.2.9 查拉坪-巴颜喀拉山-查农穷段不连续多年冻土 (K578+500~K629+000) |
1.2.1 0 清水河段不连续多年冻土 (K638+000~K670+000) |
2 评价方法 |
2.1 突变级数法的评价步骤 |
2.2 建立指标评价体系 |
2.3 建立评价等级标准 |
2.3.1 冻土热稳定性 |
2.3.2 自然环境 |
2.4 求解 |
3 冻土工程地质条件的定量评价 |
3.1 各评价指标的取值方法 |
3.2 评价结果及讨论 |
4 结论 |
(7)青藏高原腹地多年冻土区典型地质灾害研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 前言 |
1.1 研究现状 |
1.1.1 冻土区灾害及影响 |
1.1.2 青藏高原多年冻土的研究内容 |
1.1.3 冻土区与灾害相关的地质作用 |
1.1.4 冻土区工程地质研究 |
1.1.5 冻土区的沙化 |
1.1.6 多年冻土区灾害治理和危险性评估 |
1.1.7 存在的问题 |
1.2 选题依据和研究内容 |
1.2.1 选题依据及意义 |
1.2.2 研究内容 |
1.3 主要研究方向与工作方法 |
1.3.1 研究方向 |
1.3.2 采用的主要工作方法 |
1.4 取得的主要成果和认识 |
2 研究区概况 |
2.1 研究区地理位置 |
2.2 气候 |
2.3 研究区地形地貌水文和冰缘现象的分布 |
2.4 研究区地层岩性和构造与冰缘现象形成的关系 |
2.4.1 研究区地层岩性及分布 |
2.4.2 构造与地震 |
2.5 研究区冻土特征和工程地质特征 |
2.5.1 研究区在青藏高原冻土区的位置 |
2.5.2 冻土分区 |
2.5.3 冻土地温垂向变化及活动层特征 |
2.5.4 多年冻土区的水文地质特征 |
2.6 多年冻土区工程地质特征 |
2.6.1 高原多年冻土的冻胀融沉参数 |
2.6.2 研究区多年冻土融沉性与冻胀性工程地质分类 |
3 青藏高原腹地典型地质灾害类型及分区 |
3.1 野外冻土区地质灾害调查和资料收集实物 |
3.2 青藏高原腹地多年冻土区灾害类型及分区 |
4 青藏高原腹地冻土区地质灾害发育机理与演化模式 |
4.1 多年冻土区冰缘形态组合及主要地质灾害类型 |
4.1.1 冰缘的形态组合与灾害的成因分类 |
4.1.2 致灾作用分析 |
4.2 灾害形成条件分析 |
4.2.1 冰椎、冰幔的形成条件 |
4.2.2 冻胀丘的形成条件 |
4.2.3 冻胀地裂缝的形成条件 |
4.2.4 热融滑塌、热融泥流、和热融蠕流的形成条件 |
4.2.5 热融湖塘、热融沉陷和热融洼地的形成条件 |
4.3 主要灾害类型的形成机理分析及演化模式 |
4.3.1 冻结层下水冻胀丘的形成机理与演化模式 |
4.3.2 热融滑塌、热融泥流、和热融蠕流的形成机理与演化模式 |
4.3.3 热融湖塘、热融沉陷和热融洼地的形成机理与演化模式 |
5 多年冻土带未来变化趋势及对地质灾害发育的影响 |
5.1 对引入冻土温度变化模型结果的阐述 |
5.1.1 预测时间和冻土模型的确定 |
5.1.2 引入冻土模型可信度评价和引用的数据介绍 |
5.2 基于冻土模型预测的多年冻土未来50 年和100 年地温分布 |
5.2.1 预测多年冻土未来50 年和100 年地温分布 |
5.2.2 预测多年冻土未来50 年和100 年纵向上厚度和活动层的变化 |
5.3 冻土退化对青藏高原腹地冻土灾害的影响 |
5.4 多年冻土区灾害治理和预防的重点和建议 |
5.4.1 灾害治理和防预重点 |
5.4.2 灾害治理和防预建议 |
6 青藏高原腹地沙漠化过程与相关地质灾害 |
6.1 沙化分布特点及成因分析 |
6.1.1 沙化现状及分布特点 |
6.1.2 成因分析 |
6.2 研究区沙化现状分布及近三十年的沙化规律 |
6.2.1 沙化区的提取 |
6.2.2 研究区近三十年的沙化变化规律 |
6.3 典型沙化区的演化过程 |
6.3.1 错那湖西北沙化区的演化 |
6.3.2 北麓河、通天河裸地沙化的演化 |
6.3.3 唐古拉山南至安多盆地南缘的风成沙化群 |
6.4 沙化示警区的划分和沙化治理措施 |
6.4.1 沙化示警区的划分 |
6.4.2 沙化治理措施 |
7 青藏高原腹地多年冻土区地质灾害危险性综合评估与典型灾害治理措施 |
7.1 影响多年冻土区地质灾害危险性判定因子确定 |
7.1.1 冻土特征因素 |
7.1.2 区域性因素 |
7.1.3 人为因素 |
7.2 研究区灾害危险性判定参数的确定和综合评估分区 |
7.2.1 地质灾害危险性判定参数的确定 |
7.2.2 多年冻土区地质灾害危险性综合评估分区 |
7.3 研究区典型灾害治理范例及作用 |
结束语 |
致谢 |
参考文献 |
博士期间发表的论文 |
作者简历 |
(8)青藏铁路多年冻土区桥梁墩台变形机理及其整治技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 问题的提出 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 青藏铁路环境条件 |
1.2.2 冻土力学基础研究 |
1.2.3 冻土区桥梁桩基研究 |
1.2.4 桥梁墩、台变形研究 |
1.3 主要研究内容及技术路线 |
第二章 桥梁墩、台工程试验与监测 |
2.1 桥梁墩、台变形概况 |
2.2 工程地质钻探及试验 |
2.2.1 工程地质钻探 |
2.2.2 现场及室内试验 |
2.3 变形监测 |
2.3.1 纵向变形观测 |
2.3.2 桥墩(台)沉降变形点布置 |
2.3.3 变形观测仪器和精度控制 |
2.3.4 水准基点埋设 |
2.4 地温监测 |
第三章 桥梁墩、台变形病害特征分析 |
3.1 桥梁墩、台变形病害形式 |
3.2 桥梁墩、台变形特征 |
3.2.1 典型桥梁墩、台的变形特征 |
3.2.2 墩、台变形类型划分 |
3.3 桥头路基变形特征 |
3.4 本章小结 |
第四章 桥梁墩、台变形成因机制分析 |
4.1 墩、台变形影响因素 |
4.1.1 桥台变形受力分析 |
4.1.2 地基季节融化层冻胀特性 |
4.1.3 地基多年冻土温度特性 |
4.1.4 地基多年冻土力学特性 |
4.1.5 青藏铁路多年冻土区桩基变形检算 |
4.2 墩、台变形病害原因分析 |
4.3 本章小结 |
第五章 典型桥台变形的数值模拟分析 |
5.1 计算原理 |
5.2 数值模型及网格划分 |
5.3 边界条件及参数确定 |
5.4 典型桥台变形数值模拟结果 |
5.5 桥梁墩、台在冻胀作用下的变形机理讨论 |
5.7 本章小结 |
第六章 多年冻土区桥梁墩、台变形整治措施 |
6.1 墩、台变形的整治原则 |
6.2 墩、台变形整治工程措施 |
6.2.1 热棒装置 |
6.2.2 片(碎)石保温 |
6.2.3 防排水措施 |
6.3 典型桥梁墩、台变形的整治工程对策 |
6.4 桥梁变形病害整治的辅助措施 |
6.5 多年冻土区桥梁变形病害的预防措施 |
第七章 结论与展望 |
7.1 主要结论 |
7.2 技术创新 |
7.3 存在问题及研究展望 |
参考文献 |
致谢 |
附录: 读博期间发表的论文、参加的项目及获得的科研成果 |
(9)青藏铁路主要冻土路基工程热稳定性及主要冻融灾害(论文提纲范文)
0 引言 |
1 沿线多年冻土地质条件及变化趋势 |
2 主要冻土路基地温及热状况 |
2.1 普通填土路基 |
2.2 块石基底路基 |
2.3 块石护坡路基 |
2.4 U型块石路基 |
2.5 管道通风路基 |
2.6 遮阳棚路基 |
2.7 不同结构路基热稳定性对比分析 |
3 影响路基稳定性的主要次生冻融灾害 |
3.1 主要次生冻融灾害的类型及其危害 |
3.2 典型次生冻融灾害 |
4 结语 |
(10)机车荷载作用下青藏铁路多年冻土区典型结构路基稳定性研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 冻土物理学、静力学研究 |
1.2.2 冻土动力学研究 |
1.2.3 冻土工程及冻土路基工程概况 |
1.3 主要研究内容 |
1.4 主要研究思路 |
第二章 青藏铁路多年冻土区工程地质条件 |
2.1 多年冻土区自然地理环境及区域地质特征 |
2.1.1 青藏铁路穿越多年冻土区地理位置 |
2.1.2 高原冻土区气候 |
2.1.3 青藏高原气温变化历史规律 |
2.1.4 高原冻土区植被 |
2.1.5 区域地质构造和地震活动 |
2.2 多年冻土分布特点 |
2.2.1 楚玛尔河高平原 |
2.2.2 北麓河盆地 |
2.2.3 沱沱河盆地 |
2.2.4 开心岭山区 |
2.2.5 通天河盆地 |
2.2.6 布曲河谷地 |
2.2.7 温泉断陷盆地 |
2.3 高原多年冻土区的冷生地质现象 |
2.4 青藏铁路高原多年冻土的工程地质区划 |
2.5 小结 |
第三章 多年冻土区典型路基断面的强震动测试 |
3.1 试验段的地质概况 |
3.2 测试断面概况 |
3.2.1 DK1142+700 断面 |
3.2.2 DK1142+660 断面 |
3.2.3 DK1142+480 断面 |
3.2.4 DK1141+070 断面 |
3.2.5 DK1139+670 断面 |
3.2.6 DK1142+945 断面 |
3.2.7 DK1143+057 断面 |
3.3 现场强震动测试 |
3.3.1 强震动观测原理 |
3.3.2 强震动数据分析方法 |
3.4 现场强震动测试数据采集 |
3.4.1 仪器类型与采样参数 |
3.4.2 测线布置与数据采集工程 |
3.4.3 采集波形例 |
3.5 强震数据分析结果 |
3.5.1 振动加速度波形分析 |
3.5.2 傅里叶谱分析 |
3.5.3 能量谱分析 |
3.6 小结 |
第四章 多年冻土区典型路基数值计算分析 |
4.1 数值计算分析方法 |
4.1.1 结构固有模态分析 |
4.1.2 时程法分析结构动力响应 |
4.1.3 蠕变效应分析 |
4.2 路基模型及参数 |
4.2.1 模型网格划分 |
4.2.2 模型力学参数 |
4.2.3 计算过程介绍 |
4.3 数值计算结果分析 |
4.3.1 路基固有模态分析 |
4.3.2 机车动载荷作用下振动传递特性 |
4.3.3 机车动载荷作用下位移响应特性 |
4.3.4 等效机车动载荷作用下路基蠕变特性分析 |
4.4 小结 |
第五章 结论与展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
四、青藏铁路多年冻土工程地质综合分类探讨(论文参考文献)
- [1]基于多源SAR数据青藏高原冻土冻融过程及时空分布研究[D]. 王京. 中国科学院大学(中国科学院空天信息创新研究院), 2021(01)
- [2]复杂水热环境下共玉高速冻土沼泽区路基变形及其防治研究[D]. 张传峰. 成都理工大学, 2020(04)
- [3]高海拔寒区特长公路隧道冻胀特性及防冻研究[D]. 严健. 西南交通大学, 2019(03)
- [4]西藏阿里地区国道219线区界至日土段冻土层研究及其对公路工程的影响[D]. 祁航. 长安大学, 2019(01)
- [5]青藏高原东部多年冻土区高速公路建设适应性对策研究[D]. 房建宏. 北京交通大学, 2017(12)
- [6]214国道沿线的多年冻土及其工程地质条件评价[J]. 陈继,冯子亮,盛煜,曹元兵,房建宏. 冰川冻土, 2014(04)
- [7]青藏高原腹地多年冻土区典型地质灾害研究[D]. 郑镝. 中国地质大学(北京), 2009(05)
- [8]青藏铁路多年冻土区桥梁墩台变形机理及其整治技术研究[D]. 熊治文. 中国铁道科学研究院, 2011(05)
- [9]青藏铁路主要冻土路基工程热稳定性及主要冻融灾害[J]. 牛富俊,马巍,吴青柏. 地球科学与环境学报, 2011(02)
- [10]机车荷载作用下青藏铁路多年冻土区典型结构路基稳定性研究[D]. 陈拓. 中国地震局兰州地震研究所, 2011(09)