214线退化性多年冻土地区试验路设计
2.0 连续多年冻土湿润型 8 K321+790~K322+240 450 沥青砼 2.5、3.0 连续多年冻土湿润型
合计 2200
3.2 观测网设计
本研究课题的核心是冻土的退化,即不同状态的冻土(连续多年冻土、不连续多年冻土)在全球大气变化环境下多年冻土退化趋势和速率,它是基础,也是讨论其它因素参照的前提。这是一方面。第二方面是地下水对冻土层的融蚀,不同路面(沥青、水泥混凝土、砂砾)及不同路堤高度影响下的退化系数。观测网由气象观测、地温变化观测、路基变形观测等三部分组成。
3.2.1 气象
气象条件与多年冻土的退化趋势有着密切的关系。气象观测是为课题研究提供气象基本资料,以利于对多年冻土退化趋势和速率进行预报。地面气象观测的主要项目都是在观测现场内通过各种仪器进行的。观测地的选择是否适宜,对观测资料的代表性、准确性和比较性影响极大。
根据研究课题所需的气象资料和对气象场地的要求,气象场地选择在K311+000路线左侧,场地大小为20(南北)×16(东西)(m2),确定地面观测的项目有:气温、湿度、风、降水、蒸发、地温等。气象观测场及仪器的布置均按国家气象观测标准执行,气象观测时间以我国确定的北京时间08、14、20时进行。
3.2.2 地温
地温观测是对不同路面和不同路堤高度及地下水对冻土层融蚀影响下的地下温度观测,以确定多年冻土的上限变化情况,为分析路基变形奠定基础。
为分析自然气候变化多年冻土的退化趋势,期望恢复20年气候变化与地温变化的直接联系,在连续多年冻土区K322+900左侧天然地面布设一个40m地温观测孔。同时针对岛状冻土特点,为监测冻土岛的退化情况,在岛状冻土区K311+000路线左侧天然地面(气象观测场内)布设一个15m地温观测孔。这两个地温观测孔对研究多年冻土退化问题有着重要的意义,希望能持续较长的时间,尽可能保留,延长使用寿命。
地下水冻土层的融蚀是研究冻土退化不容忽视的一个问题,为解决214线冻土岛形成的基本条件及试验路段地下水影响系数,考虑到地下水融蚀对冻土层影响的深度最大为6m。因此在K310+220、K314+350、K317+250路线左侧天然地面布设3个水文孔,测量水位变化及水温垂直梯度变化,孔深5~6m。
不同类型路面、路基高度对地温有不同影响结果,在不同类型路面、路基高度选择了9个横剖面,分别在路基左、右路肩、路中心布设测温孔,能使不同天然地面进行比较,同时在天然地面布设测温孔。由于课题经费所限,横剖面布设测温孔为全剖面与半剖面两种。路中心孔深度为12~13m,路肩孔深度为0.8~8.5m,天然地面孔6.0~6.5m。
地温测量孔总计37个,总有效孔深337m,测温点452个,测温均采用高精度半导体热敏电阻温度计测量,精度0.001°C,测量结果计算由计算机统一完成。计划地温测量每年1、2、3、12月每月二次,每年4、5、6、7、8、9、10、11月每月三次,今后根据资料分析,观测次数可适当调整。
3.2.3 路基变形观测
本研究课题的最终目标就是解决在退化性多年冻土地区的路基、路面修筑的技术难关。能最大限度的解决路基变形,也就是本研究课题的关键。因此,路基变形观测在整个观测网中有举足轻重的作用。
路基变形观测选择在9个测温剖面前后40m范围内,每间隔4m埋设变形观测点,同时路基横向也设路基变形观测点,每断面布33个点,累计全试验路有297个变形点。考虑到试验路是在老路基基础上修筑而成形的,对于分层变形测量已没有什么实际意义,故仅测量路基总变形量。
路基变形观测基准点利用深度大于6m的天然地面测量观测孔,路基变形观测采用水准仪,精度0.01m。观测频率同地温观测。
4 总结
目前,试验路及观测网已于1995年10月建成,并于1996年5月通过了由交通部科技司组织的技术鉴定。观测网的气象观测、地温变化观测、路基变形观测系统调试正常,并经过一个月的试观测已于1995年11月转入更深入的观测、分析研究工作。
就现在整体情况而言,试验路及观测网的设计是成功的,能满足课题研究的需要,达到了修筑试验路的目的,对不完善的地方在研究课题(第二期)将以弥补。
合理的评价尚有赖观测资料的积累及细致的数据分析,从1996年开始的第二期研究将对各类型工程结构详细的加以分析后,提出科学的论断,为退化性多年冻土地区公路修筑提供可靠的技术依据。
来源: 《www.jianzhu518.com》.