陈 领, 马 巍, 穆彦虎, 虞 洪, 张 坤, 栗晓林
(1.中国科学院西北生态环境资源研究院冻土工程国家重点实验室,甘肃 兰州 730000; 2.中国科学大学,北京 100049;3.兰州理工大学土木工程学院,甘肃 兰州 730050; 4.甘肃省交通科学研究院集团有限公司,甘肃 兰州 730000)
青藏工程走廊全长1 120 km,穿越多年冻土区632 km,大片连续多年冻土区约550 km[1-2]。在区域社会经济发展需求推动下,走廊内陆续修筑了大量线性工程。这些重大工程不仅是内地通往西藏的生命线,也是维护国防安全、区域社会稳定的国家战略工程[3-4]。在多年冻土区,工程建设和赋存严重影响原有地-气能量的交换过程,使得工程活动区域内多年冻土升温退化、上限下移、融化夹层发育,由此可导致构筑物基础出现不均匀沉降、路基路面纵向裂缝发育和边坡滑塌等一系列工程病害问题[5-10]。此外,在气候变暖及人类工程活动加剧双重影响下,冻土升温和地下水水位下降导致走廊内植被退化,土地沙漠化趋势加剧,风沙灾害日益严重。沙粒在块石结构中的填充,将导致其内部多孔介质孔隙率降低,对流换热效率下降,进而影响到块石结构类冻土路基的长期冷却降温效果[11-16]。
在青藏工程走廊内,多风气候条件对地表能量收支平衡起着关键作用[12],流场特征的改变将影响工程走廊内冻土路基冷却降温措施(块石、通风管)的应用效果。目前,针对冻土路基的主动降温措施,研究人员从冷却降温机制、工程结构措施、环境因素影响等方面开展了大量的研究工作。……