摘要：根据青藏铁路北麓河试验段2年以来的气温降温期的现场监测资料,对多年冻土区保护冻土路堤的3种典型结构型式的试验段(通风管路堤、抛碎石护坡路堤和保温材料路堤)各断面的地温规律进行了分析和积温计算。试验段初步计算结果表明,3种路基结构型式对于保护多年冻土区路堤均能起到一定的作用,为青藏铁路在多年冻土区保护冻土路堤的设计和施工提供了一定的理论依据。

摘要：用数值模拟的方法计算了同一工程环境下块石路堤不同块石厚度情况的路基温度场随时间的变化。对比分析显示:块石路堤均具有主动冷却路基的作用;由于边坡效应的存在,对一定的工程环境和设计,块石路堤存在最优块石厚度,使冻土路基的冻结强度和多年冻土上限抬升达到最佳。块石太薄,块石中空气的循环达不到最大制冷能力;块石太厚,边坡效应将导致空气的对流存在多向流动环,反而使隔热和制冷能力均减弱。

摘要：针对青藏铁路沿线冻土特性,对冻土通风管路基温度场约束空间进行了分析、简化。基于系统通风管路基温度场数值仿真分析结果,建立了面向工程设计人员的神经网络预测模型,并开发了相应的优化设计软件系统。该预测模型具有对时间、空间、活动层、布设方案等参数的独立与综合分析能力。同时,对模型的预测效果进行了检验。

摘要：冻土地区铁路碎石路基内的换热问题可以看成是多孔介质中的对流传导问题。本文假设碎石与路基内部的空气处于热平衡状态,且Boussinesque假定成立。依据多孔介质的质量守恒方程、能量方程及动量方程,并用有限元法离散,建立了碎石路基的数值模型。利用该模型对目前碎石路基设计所关心的几种主要粒径的降温效果进行了数值模拟。结果表明:9cm粒径的碎石路基降温效果最好,空气对流在整个碎石层内发生,碎石层上部温度场呈现非线性特征,路基底部的降温幅度可达1.18℃,空气流速为0.73m/h;而6cm粒径的降温效果次之,路基底部降温0.78℃,空气流速为0.21m/h;3cm与15cm粒径的降温效果较差,对流基本上在路基上部发生,路基底部的对流很弱,降温幅度分别为0.21℃和0.28℃,空气流速接近于0。初步的研究表明,9cm粒径的碎石在碎石路基设计中可优先采用。

摘要：基于一系列同一温度、同一应变率、不同含水率和围压条件下的高含冰冻结粉质砂土的三轴循环加、卸载试验,开展了高含冰量冻结粉质砂土的能量耗散与剪切模量特性研究。试验结果表明:随着含水率的增加,冻土的塑性先增加,然后减小,并且30.6%的含水率可以作为一个塑性破坏点;随着剪应变的增加,偏应力的变化主导着能量耗散的变化,并且在试样变形过程中克服冰颗粒之间的作用所耗散的能量值很小;随着剪应变的增加,冻土的剪切模量一直减小,且小含水率条件下减小的速率会有一个明显的转折点,并且含水率对剪切模量的影响可分为3类。该研究结果可为高含冰冻土区工程设计中参数的选择提供重要的依据。

摘要：块石护坡调温路基是多年冻土区铁路设计中所采取的一种积极保护冻土的措施,该调温过程包括暖季的热屏蔽作用和冷季的对流降温两个方面。根据现场观测资料,对两种不同粒径的块石层下地温热状况给予了初步分析。结果表明,暖季小块石层(粒径为50～80mm)的热屏蔽作用要优于大块石层(粒径为400～500mm),而冷季大块石层的对流降温作用要强于小块石层;综合一个暖冷季循环周期来看,大块石层的调温效果要好于小块石层。块石护坡路基下0℃等温线大部分已基本接近原天然地表。初步认为,此种发展趋势有利于路基的稳定。

摘要：保护冻土原则是多年冻土区路基设计的首要要求。本文运用带相变瞬态温度场有限元数值解法,模拟分析铺设聚苯乙烯(EPS)板后铁路路基下多年冻土最大融化深度在随后50a内随时间的变化,提出保温板铺设的适宜位置;总结分析保温板厚度和路基填土高度的关系;基于年平均气温给出多年冻土区铁路路基工程中保温材料的适用范围,并对多年冻土年平均地温对保温处理措施适用范围的影响进行了分析。

摘要：青海—西藏±400 kV直流联网工程沿线穿越多年冻土区565 km,其塔基将不可避免地遇到大量的冻土工程地质问题。锥柱型基础具有承载能力强并可消减切向冻胀力的特点,因而成为该条线路多年冻土区杆塔基础的主要形式。本文以青藏±400 kV直流联网工程为背景,对多年冻土地区斜坡地带锥柱型基础在回冻过程中的稳定性开展研究。主要通过相似比为1∶10的室内模型试验,监测地基土回冻过程中基础所受的冻胀应力,以及基础位移在水平与垂直方向的变化规律,并基于试验结果和研究现状对工程设计、施工与维护提出建议。试验结果显示:在冻结过程中随着地基土温度的降低冻胀力逐渐增大,基础顶部的水平冻胀力最大达到130 kPa,基础底部的法向冻胀力最大可达80 kPa。冻结过程中基础有冻拔现象,最大为5.5 mm。试验中基础顶部的水平位移最大达到3.8 mm。

摘要：青藏铁路将要穿越的多年冻土大多属高温冻土,其中近一半为高含冰量冻土。在全球转暖的情况下,青藏铁路的修建必须考虑50年～100年的气候变化。最近的预测认为,至2050年青藏高原将升温2 2℃～2 6℃。因而对该铁路修建成败的关键在于能否保护多年冻土,使其不融化。分析了世界上在冻土区筑路百年以上的历史,根据国内外在多年冻土区筑路的经验和教训,提出在青藏铁路的设计中应该改变单纯依靠增加热阻(增加路堤高度,使用保温材料)的消极的保护冻土的思路,全面采用"冷却路基"的积极的"降低地温"原则,特别在高温、高含冰量地段必须如此。并进一步提出了通过改变路堤的结构和材料来调控辐射,调控对流和调控传导,以达到"冷却路基"目的的具体措施。

摘要：为研究复杂应力路径条件下冻土的力学特性,中国科学院冻土工程国家重点实验室与美国GCTS公司合作研发了新型冻土力学试验设备——冻土空心圆柱仪(FHCA-300),该设备通过独立施加内围压、外围压、轴向荷载和扭矩来改变3个主应力的大小和方向,从而更为真实地模拟冻土在地震荷载、交通荷载等多向应力和主应力轴旋转等复杂应力路径下的应力-应变行为.详细介绍了该仪器各部分的组成、传感器和动荷载频率的选取过程以及目前可实现的具体试验类型.此外,着重介绍了冻土空心圆柱仪温度控制系统的设计原理,并且对其控温能力进行了验证,结果证明该系统可以达到预期的降温能力和控温要求.最后利用冻土空心圆柱仪进行了主应力轴静态旋转和循环旋转测试试验,验证了仪器实现包括主应力轴旋转在内的复杂应力路径的能力,初步试验结果表明该设备能够准确再现冻土在复杂应力路径条件下的力学行为和变形行为,可为系统开展冻土在复杂应力条件下的强度、变形特性和本构关系等研究提供技术手段.