多年冻土区片石护坡路基热稳定性的分析

孙 文(兰州交通大学土木工程学院,甘肃 兰州 730070)

1 引言

地球上多年冻土分布面积广阔，全球多年冻土面积约占陆地面积的25%，我国多年冻土面积约占国土面积的22.4%[1]，随着社会、经济的发展，多年冻土地区公路、铁路等工程建设越来越多，冻土路基普遍存在以冻胀和融沉为主的严重病害[2～4]，目前在对冻土的保护方面，采用片石护坡是其中一个措施。在保护冻土路基的研究方面部分学者进行了相关研究[5～7]，其特点是对边界条件、初始条件进行假设，没有考虑实际地温场的变化及路基阴阳坡差异，因此造成计算结果可能和实际结果有差异。本文针对上述情况，考虑路基阴阳坡差异，以现场实测地温场数据为依据，考虑受全球气候变暖的影响，青藏高原多年冻土区气温升高的条件下[8]，对普通路基和片石护坡路基的温度场变化进行了分析比较，进而对多年冻土区片石护坡对路基稳定性的影响进行分析。

2 计算模型参数及初、边值条件

本文以年平均气温为-3.5℃的唐古拉山冻土区的某路基结构为计算模型，计算中路堤高度取为4.0m，路基顶宽7.6m，边坡坡度取为1：1.5。计算模型见图1、图2 所示。计算区域中土体的密度和导热系数根据唐古拉山区钻孔取样实测值。土体比热按照各物质成分加权平均计算，计算区域内土体参数见表1。计算地段的初始温度场采用实测温度场，这样使得计算边界条件更接近于现场实际情况。

图1 路基横断面图（单位：m）

图2 路基三维有……