青藏铁路多年冻土斜坡路基变形与稳定性分析.pdf

· 54· 路基工程 2009年第6期 (总第 147期) 青藏铁路多年冻土斜坡路基变形与稳定性分析 串 赵文杰 沈宇鹏 王连俊 (北京大学人民医院 北京 100044)(北京交通大学土建学院 北京 100044) 摘 要 通过对青藏铁路安多试验段多年冻土斜坡路基3年变形监测，分析斜坡路基水平位移与 竖直沉降的特征：在路基填筑后第一年斜坡路基变形较大，阴阳坡变形存在明显差异，随着斜坡路基 趋于热稳定，其变形速率逐渐减小，变形趋于稳定。利用极限平衡理论研究斜坡路基在设置土工格栅 和不设置土工格栅两种工况下的稳定性。计算得 出其稳定性系数均大于1．2，每年 1O月斜坡路基稳定 性系数最小，设置土工格栅能有效提高斜坡路基的稳定性。 关键词 青藏铁路 多年冻土 斜坡路基 变形 稳定性系数 青藏铁路格拉段穿越世界海拔最高 、面积最大、 厚0．2ITI左右。地层岩性主要为第四系全新统冰水沉 气候条件最恶劣的青藏高原约500km的多年冻土地 积粉质粘土；下伏基岩为侏罗系泥岩夹砂岩、泥岩。 段，这就有必要对多年冻土地区的自然斜坡和人工边 气候属高原湿润区，寒冷干旱，四季不明，空气稀 坡稳定性问题进行研究。前人多集中研究冻土天然斜 薄，气压较低，一年内冻结时间长达7～8个月，冻 坡的稳定性问题，对工程结构物和地基土结合的稳定 结期为9月至次年4月。路基结构呈几何不对称，宽 性问题研究较少。本文针对青藏铁路多年冻土区斜坡 为8．3m，上层铺设5层土工格栅，并在底部抛设片 路基的特点 ，研究安多试验段斜坡路基的变形特征， 石。测试断面布设 4个沉 降板，分别位于路肩以下 分析冻土斜坡路基的稳定性 ，为今后类似青藏铁路工 0．25In处和原地基表面；布设4个测斜孑L，分别位于 程的设计、施工提供参考。 路肩、两侧坡脚和天然地面处；布设两个沉降管 ，分 别位于路基面以下0．3m处和路基中部。 1 试验段概况 青藏铁路安多试验段为 DK1503+480～+580， 2 试验段斜坡路基变形监测与分析 总长 100m。试验场地多年冻土年平均地温一0．3℃， 从2003年 12月 一2006年 10月 ，试验段冻土路 属多年冻土高温极不稳定区 。地形呈斜坡 ，自 基地温经历了3个完整冻融循环，斜坡路基也基本趋 然坡度 10。～20。，地表植被覆盖率 7O％以上 ，草皮 于热稳定。斜坡路基的几何不对称和坡向不对称造成 地温的不对称 ，进而使阴阳坡的水平位移和沉降不对 铁道部基金项 目 (2001QZ一57)。 称，阴阳坡变形存在较大差异 。 赵文杰 ，男，硕士。 2．1 多年冻土斜坡路基沉降特征 现象，围压 50kPa时试样先剪缩后剪胀，围压 100 3 结语 kPa时试样主要是剪缩 ，仅有微小剪胀 ，围压 150kPa 时试样只有剪胀现象发生；确定各围压下应力比s= 红层泥岩土的应力一应变关系具有明显的非线性 0．7时的 (or．一or)、 ，并根据式 (6)计算各围压 特征 ，可较好地用双曲线进行拟合，且围压越大相关 系数越大；在较高围压下土体表现出剪缩特征，在围 下的 值，并计算 lg( ／p。)值 ，绘制 lg(K )一 压低时表现出剪胀特性；切线弹模 E 随应力水平增 lg(or )关系曲线，如图6，由图可确定 =150、