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天山公路独山子至那拉提冻土工程特性的研究

慈军  
【摘要】:多年冻土是埋藏于地表下多年不融化的含冰土层,是古代冰川气候的残留物。岛状多年冻土是大片连续多年冻土退化的边缘地带,具有平面上不连续特点。由于全球气候转暖及筑路后,破坏了地面原有热平衡状态,引起冻土融化,导致地面沉陷、路基破坏;另外由于冻土地区气候寒冷,路基路面各种低温病害也很严重。 冻土区的冻胀、融沉给该地区道路和建筑物造成很大的危害,如使道路出现裂缝、沉陷、结构断裂、基础上拔等。关于土体冻胀、融沉现象的试验和理论研究已有半个多世纪,冻胀融沉研究可分为基础研究和应用研究,基础研究着重研究冻胀、融沉的表现形式和冻胀机理;应用研究主要研究冻胀、融沉的预报模型和防冻胀、融沉措施。 由于目前国内缺乏统一的冻结温度及冻胀试验装置,本文用规范要求的冻结温度试验装置进行试验。利用该装置针对新疆天山地区典型土质——低液限粘土、细粒土质砂、细粒土质砾进行了冻结温度试验和冻胀系数及融沉系数的计算。 通过试验得出了冻结温度随土质、含水量、干密度、含盐量及水质的变化规律,研究结果表明,含盐量对冻结温度影响最显著,而干密度对冻结温度影响很小,可以忽略。 通过对土体冻胀系数和融沉系数数据的灰色分析,发现在决定冻胀系数因素中,含水量为最大影响因素,其次是有机质含量,次之的是含盐量,接下来的分别是土质、干密度;在决定融沉系数因素中,含盐为最大影响因素,其次是含水量,次之的是有机质的含量,接下来的分别是土质、干密度。 通过对影响冻土工程性质因素的分析并结合天山区域的气候、地质、水文、地理等因素针对冻土的形成、发育及分布展开相应的研究和分析,从而从整体上把握了该段公路沿线冻土的分布特征及规律。 论文最后讨论了冻土的研究成果在工程中的应用,并提出了抑制冻胀和减小融沉的措施,这些工作对今后在路基工程中的应用和减轻冻害都具有重要的实用价值和理论指导意义。


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