[交通运输]已掺加修改多年冻土地区公路工程.ppt

多年冻土地区公路工程 内容提要 第一节、概论 第二节、冻土的工程性质与分类 第三节、多年冻土地区的特殊筑路问题 第四节、多年冻土上限与勘测 第五节、设计原则及有关计算 第六节、路基 第七节、路面 k2可近似的按下表取值 分析多年冻土地区冻土路基中地温变化过程与冻土特性之间的联系，按照不同的冻土温度，采用不同的路基设计原则，对保证公路路基的稳定性与设计的可靠性以及病害的防治等治理都具有相当重要的意义 2.冻土含水（冰）率 冻土含水率是指冻土中所含冰和未冻水的总质量与土骨架重量之比。水分是冻土的重要组成部分和最活跃的因素。冻土含水率的大小与冻土的物理、力学、化学、热学等一系列性质有密切联系。在冻土地区的工程实践中，往往直接用含水率这一指标，对冻土进行冻胀性和融沉性的评价与分类。冻土的含水（冰）率是决定冻土性质的最主要原因之一。 3.路基病害三因素与工程地质勘察资料 多年冻土区路基病害主要由冻胀和融沉引起，表现为不均匀沉陷、翻浆，局部路基开裂滑移等。在路基病害调查时，主要将各类路基病害分类统计，将病害和所处路段地质情况、冻土地温情况、冻土含水（冰）率情况一一对应，详细调研对比调查区段路侧原来取土、积水情况，路基高度，路基走向，冻土地质病害发育情况，以前处置措施结构，运营状况和使用效果等。 工程地质勘察的主要内容为：多年冻土的分布范围、冻土类型、冻土地温、冻土上限等；多年冻土地区的冰锥、冰丘、热融湖塘、热融滑塌等出现的位置、规模以及与地下冰的关系等；并对多年冻土区冻土对工程的影响进行综合评价。 详细的路基病害调查与工程地质勘察资料，有助于设计者归类分析，总结提炼病害成因，判定原有工程措施实用效果，确定设计原则，选定设计或处理措施的技术方案。 二、一般路堤结构设计 (一)路基高度设计 不同的冻土地质情况，不同的设计原则，有不同的路基设计高度计算方法。 按保护冻土的设计原则 路基临界填土高度： H临=A－Bh天 H临=k2(k1h融－h天) 式中：A，B—在不同地温带是不同的，随气温、地温升高而增加，其具体值应由观测资料回归得到。 路基设计高度 H设=mH临+S 式中：H临—路基填土临界高度（m）; h天—多年冻土的天然上限（m）; H设—路基设计高度（m）; m—综合修正系数，依据冻土类型及上限深浅选定; S—季节融化层压缩沉降量（m）; h—标准地基的路基融深（m）; k1—利用标准地基的路基融深计算当地路基融深的换算系数; k2—填料换算系数。 利用标准地基路基融深计算当地路基融深的换算系数： 填料换算系数： 、Q—标准地基土的导热系数和相变热（ ） 1、Q1—当地天然上限以内土的平均导热系数和平均相变热（ ） 2、Q2—代换填料的导热系数和相变热（ ） 相变热的公式为： 式中： —总含水率（%）； —未冻土含水率（%）； —土干密度（g/cm3）。 季节融化层压缩沉降量： 在最大融深季节施工时： 在冻结期施工时： 式中：N—路基填土基底以上季节融化层层数； —第i层土层厚； —第i层平均总应力等于平均附加应力+自重应力 —第i层融沉系数 —第i层压缩系数 当A0用解冻前冻土含水率（w ）确定时，对于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ 类冻土： 式中： —起始融沉含水率（%）； —经验系数 对于Ⅴ类土： 式中：—系数 当用冻土干密度确定A0时，对于Ⅱ~Ⅲ类冻土： 式中： —经验系数； —起始融沉的干密度（g/cm3），即最佳干密度。 对Ⅴ类冻土： 式中： —对应于之 冻土干密度（g/cm3）。 （2）按控制多年冻土融化速率的原则，其路基设计高度按满足路面设计使用年限内路基变形量不大于允许变形量的方法进行设计。 根据综合工程地质勘察资料，在允许变形量指标下，按不同地质条件分段采用不同的多年冻土人为上限下降允许值。 新建公路路基设计高度： 式中:K—气温修正系数（青藏公路k=1.075） P—平均融化速率，借鉴原有沥青路面下多年冻 土融化速率； —融化速度衰减系数， t—路面设计使用年限。以年计； m—填土当量换算经验系数。 改建整治工程原有