边界条件对多年冻土区高速公路整体式和分离式路基热稳定性的影响

• 作者: 柴明堂 栗晓林 牛永红 穆彦虎 马巍 黄永庭
• 来源期刊: 中南大学学报（自然科学版）
• 学科: 工学
• 关键词: 青藏高速公路 整体式路基 分离式路基 年平均地温 隔离带宽度 多年冻土
• 年，卷（期）: 2020,（2）
• 所属期刊栏目: 地质工程?土木工程
• 页码范围: 420-432
• 页数: 13页
• 分类号: TU443
• 字数: 5128字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2020.02.016

摘要

根据青藏高原不同年平均地温区域多年冻土的长期监测资料及附面层理论,分别建立整体式和分离式路基计算模型,分析气候变暖和工程活动作用下多年冻土的变化过程.考虑采用分离式路基来弱化宽幅整体式路基所引起的"聚热效应",分析不同年平均地温和隔离带宽度下分离式路基对多年冻土的影响.研究结果表明:与窄幅路基相比,宽幅路基具有强烈的吸热特性,导致下部多年冻土退化严重.在路基修筑后第50年,年平均地温为-0.5,-1.0,-1.5和-2.0℃区域的宽幅路基中心下部多年冻土上限比窄幅路基的分别低2.73,3.66,3.67和2.60 m,宽幅路基下部6 m深度多年冻土地温比窄幅路基的分别高0.61,0.87,0.82和0.48℃;两幅分离式路基之间存在相互热干扰作用,使得路基两侧土体温度场呈现明显的不对称性;随着年平均地温的降低和隔离带宽度的增加,路基两侧土体温度场的不对称性逐渐减弱,即两幅路基之间的相互热干扰作用减小.因此,拟建青藏高速公路可使用分离式路基来代替整体式路基进行修筑,且年平均地温和隔离带宽度是分离式路基修筑所要考虑的重要因素.