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块石加宽试验段

[解说词]

     块石加宽试验段,该试验段是在路堤阳坡加宽地部的块石层,由于路堤坡向的不同,在太阳辐射作用下吸收和传递的热量会有所不同,在垂直路堤的横剖面上会造成地温场分布的非对称性,由此带来纵向开裂等工程隐患,而块石层特有的对流和屏蔽效应可以使阳坡有更多的冷量不断向下坡的土体负积,由此达到削弱路基地温场的不对称性和稳定路基的目的。

    在开放状态下, 块石夹层路基结构冷却路基的作用机理是, 冬季以通风作用为主的强迫对流效应和较弱的块石层侧向空气自由对流的复合过程, 这一复合过程主要与风速和风向有关. 当风速较大时, 块石层内产生强迫通风效应; 但风速较小时, 在阴坡侧块石层内一定厚度内产生自由对流效应. 夏半年因风速和风向条件块石层主要以热传导过程为主, 但夏季风速和风向条件有利于块石结构层内部产生一定的隔热作用.
    在封闭状态下, 由于阻断或大幅度地减弱了风的影响, 块石夹层路基结构弱化了强迫对流过程; 同时由于块石夹层路基上部填土的影响, 块石层顶底板温差不足以驱动自由对流过程, 因此, 在封闭状态下块石层内部主要以热传导过程为主, 块石层内的空隙起到了一定的隔热保温的作用.
    开放状态下块石夹层路基结构冷却路基、降低多年冻土温度的作用较封闭状态要明显得多, 二者间相差约2~4℃. 土体的热状态有着本质上的差异, 开放状态下土体的温度低于修筑路基前的温度, 封闭条件下土体温度高于修筑路基前的温度. 然而开放和封闭条件下块石夹层路基的冷却作用的长期效果如何, 还有待于进一步验证.
    基于青藏铁路沿线多年冻土区温度监测断面, 选取了不同冻土分区中的8个块石路堤结构(块石路基、块石护坡、块石路基加块石护坡)断面, 对其下温度场的变化分析研究.结果表明: 经过2~3个冻融循环后, 块石结构路堤下冻土上限已抬升了1.4~5.3 m, 说明块石路堤结构已起到了积极调节下伏冻土温度的作用.结果也显示, 在上限抬升的同时, 其下部的冻土地温也在升高, 但是这种过程已逐渐被块石路堤结构的降温所抑制, 而这种抑制程度受控于不同的冻土区域.在不同的冻土分区中, 无论是何种形式的块石路堤结构, 其降温趋势是不同的.

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