铁路路基动荷载稳定性及含盐土工程特性研究课件

铁路路基动荷载稳定性及含盐土工程特性研究课题负责人：何平中国科学院寒区旱区环境与工程研究所铁路路基动荷载稳定性及含盐土工程特性研究课题负责人：1铁路路基动荷载稳定性及含盐土工程特性研究22003年主要工作介绍青藏铁路沿线含盐量补充测量含盐冻土的抗压强度测定含盐土的热学、水动力参数测定冻融过程中水盐迁移模型冻土路基的地震反应分析冻土融沉系数评价土体导热系数评价2003年主要工作介绍青藏铁路沿线含盐量补充测量3铁路路基动荷载稳定性及含盐土工程特性研究41.青藏沿线含盐量补充测试结果1.青藏沿线含盐量补充测试结果5铁路路基动荷载稳定性及含盐土工程特性研究6含盐量与冻结温度关系

完成冻结温度测定48组含盐量与冻结温度关系

完成冻结温度测定48组7铁路路基动荷载稳定性及含盐土工程特性研究82.含盐冻土的抗压强度完成13组含盐冻土抗压强度试验2.含盐冻土的抗压强度完成13组含盐冻土抗压强度试验9铁路路基动荷载稳定性及含盐土工程特性研究103.含盐土水动力、热参数测定完成导水系数测定4组完成扩散系数测定12组土水势测定9组3.含盐土水动力、热参数测定11铁路路基动荷载稳定性及含盐土工程特性研究12不同干容重氯化钠盐土土水势与含水量之间的关系曲线含水量与扩散系数的关系曲线（青藏砂土）不同干容重氯化钠盐土含水量与扩散系数的关系曲线13铁路路基动荷载稳定性及含盐土工程特性研究14水分场方程：温度场方程：溶质场方程：

4.冻融过程中水盐迁移模型水分场方程：温度场方程：溶质场方程：4.冻融过程中水盐迁15铁路路基动荷载稳定性及含盐土工程特性研究165.冻土路基的地震反应分析青藏铁路工程处于多年冻土地区，且属地震多发地带。图3-1是根据中国地震目录查询（-1831-1979）的青藏高原地带发生的4级以上地震分布图。近期统计资料表明：1980年以来，在青藏高原已经发生了14次6.0-6.9级地震，2次7.0-8.5级地震，可见地震频繁的发生现状5.冻土路基的地震反应分析青藏铁路工程处于多年冻土地区，且17铁路路基动荷载稳定性及含盐土工程特性研究18地震烈度区划

(国家地震烈度委员会)青藏铁路格尔木至拉萨:格尔木至大干沟（DK816+150~866+500)七度区大干沟至不冻泉（DK866+500~DK1001+750)八度区不冻泉至措那湖南岸（DK1001+750~DK1585+850)七度区措那湖南岸至妥如（DK1585+850~DK1712+500)八度区妥如至羊八井（DK1712+500~DK1933+500)九度区羊八井至拉萨（DK1933+500~DK2006+700)八度区地震烈度区划

(国家地震烈度委员会)青藏铁路格尔木19铁路路基动荷载稳定性及含盐土工程特性研究20铁路路基动荷载稳定性及含盐土工程特性研究21铁路路基动荷载稳定性及含盐土工程特性研究226.冻土融沉系数评价6.冻土融沉系数评价23铁路路基动荷载稳定性及含盐土工程特性研究24定义界限孔隙率，当实际饱和冻土的孔隙率超过该值时，超过部分的水体按完全用于沉降量计算，小于该孔隙率的水按9%的体积用于融沉计算。界限孔隙率就是液限状态下的孔隙率。按土类不同，界限孔隙率参考取值：粘土:0.50粉质粘土：0.45粉土：0.42砂土：0.38定义界限孔隙率，当实际饱和冻土的孔隙率超过该值时，超过部分的25铁路路基动荷载稳定性及含盐土工程特性研究26非饱和态：引进接触率融沉系数：饱和态：非饱和态：27铁路路基动荷载稳定性及含盐土工程特性研究28过饱和状态：自由水的排出：流限状态下的水体积：融沉系数：过饱和状态：自由水的排出：流限状态下的水体积：融沉系数29铁路路基动荷载稳定性及含盐土工程特性研究30铁路路基动荷载稳定性及含盐土工程特性研究31铁路路基动荷载稳定性及含盐土工程特性研究327.土体导热系数评价

7.土体导热系数评价

33铁路路基动荷载稳定性及含盐土工程特性研究34铁路路基动荷载稳定性及含盐土工程特性研究35铁路路基动荷载稳定性及含盐土工程特性研究36粉土导热系数与含水量的关系（符号：实测值，线：计算值）

（冻结状态）

（融化状态）粉土导热系数与含水量的关系（冻结状态）（融化状态）37铁路路基动荷载稳定性及含盐土工程特性研究38下一年度研究计划补充含盐冻结粉质粘土的蠕变试验（由于实验室过饱和的试验任务，该项内容未能在2003年度安排）

试验温度为-0.5、-1、-2及-5℃，含水量为70%、35%及20%，15%，盐含量取0.2%、0.4%、和0.8%，试验方案为正交设计，以节省机时。复合地基形式的动力学模拟试验

选择砂土、粘土、粉土和含土冰等进行3种组合形式搭配，温度状况选择恒定温度2种及具有一定温度梯度（保证存在冻融界面），动荷载选择两种两种频率（高频、低频）的正弦波。选择2种典型含盐土进行冻融试验，温度按2种变温模式设计下一年度研究计划补充含盐冻结粉质粘土的蠕变试验（由于实验室过39铁路路基动荷载稳定性及含盐土工程特性研究402003年发表的论文目录何平，程国栋，杨成松等.冻土融沉系数的评价方法.冰川冻土.2003，25（6）HePing,ChengGuodong，LiuWeiminget.al.AnalysesonThermalConductivityforUnfrozenandFrozenSoils.ProceedingsoftheInternationalGeotechnicalConferenceonReconstructionofHistoricalCitiesandGeotechnicalEngineering.SaintPetersburg-Moscow:ASVPublishers(editedbyAcad.V.A.LlichevandProf.V.M.Ulitsky):341-344.赵淑萍,朱元林,何平等.冻土动力学参数测试研究.岩石力学与工程学报.2003杨成松,何平,程国栋等.冻融作用对土体干容重和含水量影响的试验研究.岩石力学与工程学报,2003ZhaoS.P.,Y.L.Zhu&P.He.RecentProgressinresearchonthedynamicresponseoffrozensoil.Proceedingsofthe8thInternationalConferenceonPermafrost(editedbyMarciaPhilips,SarahM.Springman&LukasU.Arenson).Zurich,Switzerland,2003,1301-1306王丽霞，凌贤长，徐学燕等.多年冻土场地路基地震响应动应力性状研究.地震工程与工程振动.2003，5凌贤长，徐学燕，邱明国等.冻结哈尔滨粉质粘土动三轴试验CT检测研究.岩石力学与工程学报.2003,22(8):1244-12492003年发表的论文目录何平，程国栋，杨成松等.冻土融沉系41谢谢!谢谢!42铁路路基动荷载稳定性及含盐土工程特性研究课题负责人：何平中国科学院寒区旱区环境与工程研究所铁路路基动荷载稳定性及含盐土工程特性研究课题负责人：43铁路路基动荷载稳定性及含盐土工程特性研究442003年主要工作介绍青藏铁路沿线含盐量补充测量含盐冻土的抗压强度测定含盐土的热学、水动力参数测定冻融过程中水盐迁移模型冻土路基的地震反应分析冻土融沉系数评价土体导热系数评价2003年主要工作介绍青藏铁路沿线含盐量补充测量45铁路路基动荷载稳定性及含盐土工程特性研究461.青藏沿线含盐量补充测试结果1.青藏沿线含盐量补充测试结果47铁路路基动荷载稳定性及含盐土工程特性研究48含盐量与冻结温度关系

完成冻结温度测定48组含盐量与冻结温度关系

完成冻结温度测定48组49铁路路基动荷载稳定性及含盐土工程特性研究502.含盐冻土的抗压强度完成13组含盐冻土抗压强度试验2.含盐冻土的抗压强度完成13组含盐冻土抗压强度试验51铁路路基动荷载稳定性及含盐土工程特性研究523.含盐土水动力、热参数测定完成导水系数测定4组完成扩散系数测定12组土水势测定9组3.含盐土水动力、热参数测定53铁路路基动荷载稳定性及含盐土工程特性研究54不同干容重氯化钠盐土土水势与含水量之间的关系曲线含水量与扩散系数的关系曲线（青藏砂土）不同干容重氯化钠盐土含水量与扩散系数的关系曲线55铁路路基动荷载稳定性及含盐土工程特性研究56水分场方程：温度场方程：溶质场方程：

4.冻融过程中水盐迁移模型水分场方程：温度场方程：溶质场方程：4.冻融过程中水盐迁57铁路路基动荷载稳定性及含盐土工程特性研究585.冻土路基的地震反应分析青藏铁路工程处于多年冻土地区，且属地震多发地带。图3-1是根据中国地震目录查询（-1831-1979）的青藏高原地带发生的4级以上地震分布图。近期统计资料表明：1980年以来，在青藏高原已经发生了14次6.0-6.9级地震，2次7.0-8.5级地震，可见地震频繁的发生现状5.冻土路基的地震反应分析青藏铁路工程处于多年冻土地区，且59铁路路基动荷载稳定性及含盐土工程特性研究60地震烈度区划

(国家地震烈度委员会)青藏铁路格尔木至拉萨:格尔木至大干沟（DK816+150~866+500)七度区大干沟至不冻泉（DK866+500~DK1001+750)八度区不冻泉至措那湖南岸（DK1001+750~DK1585+850)七度区措那湖南岸至妥如（DK1585+850~DK1712+500)八度区妥如至羊八井（DK1712+500~DK1933+500)九度区羊八井至拉萨（DK1933+500~DK2006+700)八度区地震烈度区划

(国家地震烈度委员会)青藏铁路格尔木61铁路路基动荷载稳定性及含盐土工程特性研究62铁路路基动荷载稳定性及含盐土工程特性研究63铁路路基动荷载稳定性及含盐土工程特性研究646.冻土融沉系数评价6.冻土融沉系数评价65铁路路基动荷载稳定性及含盐土工程特性研究66定义界限孔隙率，当实际饱和冻土的孔隙率超过该值时，超过部分的水体按完全用于沉降量计算，小于该孔隙率的水按9%的体积用于融沉计算。界限孔隙率就是液限状态下的孔隙率。按土类不同，界限孔隙率参考取值：粘土:0.50粉质粘土：0.45粉土：0.42砂土：0.38定义界限孔隙率，当实际饱和冻土的孔隙率超过该值时，超过部分的67铁路路基动荷载稳定性及含盐土工程特性研究68非饱和态：引进接触率融沉系数：饱和态：非饱和态：69铁路路基动荷载稳定性及含盐土工程特性研究70过饱和状态：自由水的排出：流限状态下的水体积：融沉系数：过饱和状态：自由水的排出：流限状态下的水体积：融沉系数71铁路路基动荷载稳定性及含盐土工程特性研究72铁路路基动荷载稳定性及含盐土工程特性研究73铁路路基动荷载稳定性及含盐土工程特性研究747.土体导热系数评价

7.土体导热系数评价

75铁路路基动荷载稳定性及含盐土工程特性研究76铁路路基动荷载稳定性及含盐土工程特性研究77铁路路基动荷载稳定性及含盐土工程特性研究78粉土导热系数与含水量的关系（符号：实测值，线：计算值）

（冻结状态）

（融化状态）粉土导热系数与含水量的关系（冻结状态）（融化状态）79铁路路基动荷载稳定性及含盐土工程特性研究80下一年度研究计划补充含盐冻结粉质粘土的蠕变试验（由于实验室过饱和的试验任务，该项内容未能在2003年度安排）

试验温度为-0.5、-1、-2及-5℃，含水量为70%、35%及20%，15%，盐含量取0.2%、0.4%、和0.8%，试验方案为正交设计，以节省机时。复合地基形式的动力学模拟试验

选择砂土、粘土、粉土和含土冰等进行3种组合形式搭配，温度状况选择恒定温度2种及具有一定温度梯度（保证存在冻融界面），动荷载选择两种两种频率（高频、低频）的正弦波。选择2种典型含盐土进行冻融试验，温度按2种变温模式设计下一年度研究计划补充含盐冻结粉质粘土的蠕变试验（由于实验室过81铁路路基动荷载稳定性及含盐土工程特性研究822003年发表的论文目录何平，程国栋，杨成松等.冻土融沉系数的评价方法.冰川冻土.2003，25（6）HePing,ChengGuodong，LiuWeiminget.al.AnalysesonThermalConductivityforUnfrozenandFrozenSoils.ProceedingsoftheInternationalGeotechnicalConferenceonReconstructionofHistoricalCitiesandGeotec