《多年凍土濕地路基工程研究》:《多年凍土濕地路基工程研究》以鐵道部重點科 -百科知識中文網

內容簡介

《多年凍土濕地路基工程研究》可供路基工程、濕地工程等領域的科研人員參考，也可作為有關專業的研究生、本科生的參考教材。青藏鐵路作為世界上海拔最高的高原多年凍土鐵路，它的修建創造了世界鐵路修建史上的奇蹟。在海拔5072m以上的高原多年凍土濕地地區修建鐵路更是難上加難的難題，唐古拉山越嶺鐵路就正是修建在海拔5072m以上的高原多年凍土濕地地區。

作者簡介

段東明，男，1963年11月生，山西省陽泉市人，中共黨員；1984年7月畢業於石家莊鐵道學院鐵道建築專業，2009年北京交通大學博士研究生畢業，教授級高級3-程師，享受國務院政府津貼，山西省委聯繫的高級專家。
自1984年參加工作以來，段東明同志先後參加了大秦鐵路一期工程、包神鐵路韓大段工程、神朔鐵路神大段及神木北站工程、京九鐵路吉贛段、寶蘭二線鐵路、神延鐵路、青藏鐵路格拉段工程等多項鐵路和公路工程項目的建設，歷任工程隊技術主管、工程師、處測量隊隊長、處技術科副科長、科長、副總工程師、項目總工程師、項目經理、指揮長等職位。工作中，先後獲得國家科技進步獎特等獎1項，鐵道部科技進步獎特等獎1項、二等獎3項，山西省科技進步獎2項，在工程技術領域取得一定成就。由於突出的工作業績，先後榮獲“詹天佑中鐵建成就獎”，“鐵道部大會戰尖兵”、“青年科技拔尖人才”、“山西省五一勞動獎章”、“中央企業勞動模範”、“中國最具社會責任感優秀企業家”、“太原高新區優秀企業家”和“全國建築業優秀企業家”等榮譽稱號。

第1章緒論
1.1凍土濕地路基工程主要研究內容
1.2國內外研究狀況
1.2.1凍土濕地的類型及工程特點
1.2.2凍土濕地的變形特點及主要原因
1.2.3凍土濕地路基的結構措施及技術方案
1.2.4凍土濕地工程措施原理——片石層氣冷作用的發現及研究
1.2.5凍土濕地地基土體性質研究
1.2.6凍土濕地的防治措施及技術指標特點
1.2.7凍土濕地地基處理與路基填築及質量控制的關鍵因素和技術指標
1.2.8凍土濕地路基設計原則研究
1.3國內外有關研究現狀的啟示
1.4研究思路和技術路線
第2章區域凍土濕地工程地質條件
2.1區域凍土環境和凍土特徵
2.1.1凍土濕地生存水文條件
2.1.2凍土生存環境氣候條件
2.1.3地層岩性特徵
2.1.4研究區域凍土濕地典型斷面及工程措施
2.2地基土體土質特徵
2.2.1地基土的顆粒組成
2.2.3地基土界限含水量

2.2.3地基土的比重
2.2.4地基土的擊實試驗
2.2.5研究區域土質特徵
2.3地基土體的力學特徵
2.3.1地基土壓縮性質
2.3.2地基土的抗剪強度特性
2.4地基土的凍脹與融沉特性
2.4.1融沉特徵
2.4.2凍脹特徵
2.5影響凍土濕地工程措施的工程地質條件分析
第3章凍土濕地路基穩定性分析及工程對策
3.1凍土濕地路基土體冷生過程特徵及影響
3.1.1路基修築後影響滑動面的多年凍土上限變化
3.1.2路基填土凍融過程影響
3.2凍土濕地路基穩定性分析
3.2.1穩定性分析數學模型——凍土的彈塑性本構方程
3.2.2凍土濕地路基穩定性計算條件
3.2.3凍土濕地穩定性計算結果分析
3.2.4凍土濕地路基穩定性影響因素
3.3凍土濕地路基工程關鍵技術
3.3.1凍土濕地路基穩定工程對策
3.3.2凍土濕地路基穩定工程措施
第4章高原凍土濕地路基穩定性工程實體試驗研究
4.1試驗工程設計
4.1.1針對性工程措施
4.1.2觀測研究設計
4.1.3測試儀器設備元件及埋設
4.1.4觀測試驗方法
4.2測試結果的分析研究
4.2.1測試斷面地溫變化情況分析研究
4.2.2測試斷面路基變形分析
4.3試驗段相鄰地區路基地溫場特徵
4.3.1DK1406+770路基地溫變化
4.3.2DK1419+360路基地溫變化
4.3.3DK1361+500路基地溫變化
4.4小結

精彩文摘

3）土中水分對凍脹性的影響
在一定的土質條件下，土中水多少是引起土體凍脹性大小的基本因素之一。土中水的來源有3個方面：大氣降水、地下水補給和各種給水工程等引起的回歸水。
在凍土研究中，通常在一定的負溫條件下（土體溫度在－9℃～－10℃），凍脹係數為0時土體的含水量稱為起始凍脹含水量。在實際工程觀測中土體凍脹係數小於等於1時，對建築物穩定性不會產生明顯影響。因此，仍可把這種土體看成是非凍脹性土體，以此作為界限的土體含水量稱為安全凍脹含水量。
在土體密度為1.5～1.6g／cm。的條件下，當土體含水量達到起始凍脹含水量之後，細顆粒的凍脹係數隨著含水量的增大而增大，最終趨於一個定值。
同樣，粗顆粒土凍脹性與含水量的關係也很明顯。土體的凍脹係數隨著飽和度增大而增大。但是一般情況下，粗顆粒土不具有細顆粒土的水分遷移現象。在較為純淨的粗顆粒土中，儘管孔隙全部飽和，凍結期間可排水時，其凍脹性也不會超過弱凍脹性土體。
冬季水分積聚量與凍前土基濕度、地下水（或地表面水）的影響程度、當地氣候條件都有密切的關係。
凍前土基幹燥時，正溫區內土中的水分移動，主要以水氣擴散形式進行，水氣移動借水氣凝聚作用，能夠維持負溫區內水膜中水的損失，但是不能在0℃邊界附近造成毛細水的補充積累，對工程危害不大。多雨的秋季，凍前土基濕度較大，這時向冷凍區移動的水分主要以液態形式進行，在正溫區中水分移動的動力是由凍結線處水結冰與下面形成濕度坡差形成的，懸掛毛細水變成薄膜水，導致整個毛細水柱逐漸吸向凍結區，由於水分在路基上層集中而使路基土層過度濕潤，而且凍前含水量越大，水分遷移及潛熱釋放也越多，使凍速越慢，加速了水分進一步遷移，凍脹也就越大。