青藏铁路冻土区工程长期观测2007年度报告999.docVIP

青藏铁路冻土区工程长期观测及系统维护 2007年度报告 主 持 单 位：青藏铁路公司格尔木工务段 承担单位：中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 2008年3月28日 一、各监测断面地温特征 1、K0954+185 (DK0960+375)西大滩 该断面位于西大滩多年冻土北界，海拔4423m，冻土类型属于退化中的融区，年平均地温0.5℃，路基高度3m，为普通路基，试验目的是研究工程对零度（正温）附近条件下冻土的影响程度及路基稳定性。西大滩断陷盆地监测断面位于季节冻土区，活动层为季节冻结层，每年秋季地表开始冻结，0℃等温线向下发展，随时间发展达到最大冻结深度，翌年夏天地表开始融化，同样0℃等温线向下发展，使得0℃等温线构成闭合曲线。以下图中以天然地表为作为纵坐标零点，地表以下为负值，地表以上为正值；横坐标为时间；图中标有数字的曲线为温度等值线；虚线代表原天然地面线；冻结与融化温度以0℃计；红线表征0℃等温过程线。 图1-1~1-3分别为西大滩监测断面左路肩、右路肩及坡脚冻融过程图。根据图1-1可知，左路肩最大冻结深度在2005~2006年冷季与2006~2007年冷季均为-0.7m，即原天然地面下0.7m。由图1-2可知，2005~2006年冷季与2006~2007年冷季右路肩最大冻结深度分别为-4.7m与-4.5m，2006~2007年最大冻结深度比2005~2006年减小0.2m。由图1-3可知，坡脚处最大冻结深度在2005~2006年冷季与2006~2007年冷季均为-3.2m，即原天然地面下3.2m。 图1-1西大滩左路肩冻融过程 图1-2西大滩右路肩冻融过程 图1-3西大滩坡脚冻融过程 由图1-1与图1-2可知，左右路肩最大冻结深度已经到达原天然地面下一定的深度，即冷季可以完全冻透路基填土，且右路肩冻结深度大于左路肩。 2、K0979+660 (DK0987+950)昆仑山 该断面位于昆仑山区，海拔4757m，冻土类型为多冰冻土，年平均地温-3.17℃，路基高度1m，为普通路基，试验目的是对低温区路基稳定性及其影响进行监测。 图2-1~图2-3分别为昆仑山监测断面左路肩、右路肩与天然场地不同年份间地温随深度变化曲线图。由图2-1可知，左路肩本体内及原天然地面下1m的范围内，2007年的地温高于2006年的地温；-1.0m~-6.0m的范围内，地温略有降低；-6.m~-18.m的范围内，地温略有升高；以每年10月19日时的融化深度作为最大融化深度，左路肩下人为冻土上限基本上不发生变化。由图2-2可知，右路肩下地温变化规律基本上和左路肩一致，一定深度之上地温略有降低，一定深度之下低温略有升高，地温降低与升高的转折点约为-5.0m。由图2-3可知，天然场地上限附近多年冻土地温保持稳定状态，但深部冻土地温略有升高。 图2-1昆仑山左路肩地温-深度曲线 图2-2昆仑山右路肩地温-深度曲线 图2-3昆仑山天然地温-深度曲线 从以上分析可以看出，在昆仑山区采用低填的普通路基后，左右路肩下人为冻土上限附近的多年冻土地温略有降低，对路基的热稳定性会产生积极的作用，但一定深度之下的多年冻土地温则略有升高，这是修筑路基扰动后地温场恢复过程中出现的一个的阶段。 3、K0991+340 (DK0999+635)不冻泉 该断面位于不冻泉谷地斜坡，海拔4636m，冻土类型为多冰冻土，年平均地温为-0.5℃，路基高度6.4m，路基类型为块石路基与普通路基交界处，试验目的是研究山区斜坡高温条件下路基的稳定性。 图3-1~3-2分别为不冻泉监测断面左路肩与坡脚冻融过程图。由图3-1可知，左路肩2006年、2007年最大融化深度分别2.7m与3.0m，人为多年冻土上限抬升0.3m。由图3-2可知，坡脚2006年、2007年最大融化深度均为-2.5m，人为多年冻土上限保持稳定。 图3-1不冻泉左路肩冻融过程 图3-2不冻泉坡脚冻融过程 从以上分析可以看出，左路肩下冻结融化过程控制在路基本体之内，并且多年冻土上限得以抬升，使路基的热稳定性得到加强。同时也说明了块石路基的冷却效果。 4、K1045+350 (DK1053+600)楚玛尔河高平原 该断面位于楚玛尔河高平原区，海拔4507m，冻土类型属多冰、富冰、饱冰冻土，年平均地温-1.5~-1.3℃，路基高度3.3m，工程措施为块石路基加碎石护坡，试验目的是对块石加碎石护坡路基的稳定性进行监测。 图4-1~图4-3分别为高平原监测断面右路肩、路中心与天然场地不同年份间地温随深度变化曲线图。由图4-1可知，右路肩本体内2005~2007年地温一直处于升高的状态，但路肩下部多年冻土地温基本上处于稳定状态，人为冻土上限维持在-0.5m左右。由图4-2可知，路中心2005~2007年间2~-6m范围内，地温在逐年降低，