滇藏铁路滇西北段主要地质灾害类型及发育规律的探讨

滇藏铁路滇西北段位于青藏高原东南缘向云贵高原的过渡部位,地貌复杂、峡谷深切,新构造运动十分强烈,地震活动频繁。该区的降雨主要集中在5~10月份,降雨强度大且集中。复杂的地质环境加之降雨、人类活动等外部因素造成该地区成为崩塌、滑坡和泥石流等地质灾害多发区,常引起交通中断、毁坏房屋及人员伤亡事故。本文在野外地质调查的基础上,着重阐述了滇藏铁路滇西北段主要地质灾害类型及发育规律,对于减少和预防铁路遭受崩塌、滑坡和泥石流等的危害具有重要的理论和实际意义。      

音频大地电磁法在某隧道勘察中的应用

新建池州到黄山铁路是一条致力服务于旅游业的高速铁路,全线隧道比超过60%,该铁路设计多条长大隧道,其中某隧道全长8986m,洞身距离地表的最大高差达775m,一般的勘探方法很难达到这个深度,而且隧道沿线沟壑纵横、地貌多变,断裂构造非常发育,地下暗河众多,地质情况极其复杂。音频大地电磁法勘探深度较大、施工成本低、对低阻分辨率较高,它装备轻便,通过性好,目前已成为国内外用于山区长大深埋隧道勘察的主要方法。该文介绍了音频大地电磁测深法的工作原理、野外技术方法和资料处理流程,阐述了该方法在某隧道勘察中的实际应用效果。该隧道的音频大地电磁测深工作野外数据采集精度较高,数据处理方法得当,基本查明了隧道沿线地层分布情况及断层等不良地质体特征,推断成果与钻探结果吻合较好,圆满完成了预期任务,依据物探结果对地层完整性进行了评价,对隧道围岩进行了分级划定,为下一步隧道施工提供了可靠的地球物理依据,也为今后类似工作起到了一定的借鉴作用和参考价值。     

内蒙古大塔-何家塔铁路风沙路基综合防护体系

内蒙古大塔-何家塔铁路全线风沙路基长61.5 km,占正线长度的48.7%,风沙危害已严重威胁到线路的正常运营,并制约了区域矿产资源的外运。通过对当地气候条件、植被类型、沙丘分布等因素的调查,确定了植物防护和工程防护相结合的综合治理方案。选用沙柳、柠条、杨柴、胡杨多种植物,采取高立式沙障、HDPE网方格、沙柳活沙障树枝方格、水冲沙柳种植和灌木植物防护带多措施并举,在半固定沙丘和流动沙丘区段,依据风沙路基的不同危害程度,采用不同层次的风沙防护措施,构建了具有严密性、整体性的防沙体系。实践证明,活沙障与植物防护林带等措施形成了完整的绿色防护体系,阻沙、固沙作用显著,大大降低了风沙上道等危害铁路的可能性,保障了铁路的安全运营,为同类地区沙漠铁路的风沙治理工作积累了宝贵经验。     

高原铁路冻土区低温环保钻井液体系设计与循环过程温度场分析

川藏铁路位于高原高寒高山峡谷地带,沿线冻土覆盖率高达80%,环境生态脆弱。在地质勘察钻探施工中,钻井液不仅要有良好的耐低温性和流变性,还要满足环保性要求。本文以钠膨润土为钻井液造浆材料,NaCl为防冻剂,CMC和生化黄腐酸钾为降滤失剂,黄原胶为增粘剂;根据正交试验优选出0、-5和-10 ℃地层温度条件下的钻井液配方;利用ANSYS模拟软件对不同温度下钻井液在钻进循环过程中的温度场分布进行模拟;还设计了一种环保钻井液材料包。试验结果表明,优选的钻井液配方在低温条件下的流动性、动切力和粘度等方面性能良好,同时经济性和环保性也满足现场施工要求;模拟结果表明优选的4种低温钻井液在各自“适用温度”条件下防冻效果良好,安全系数高,能保证钻进过程的正常进行。     

Air density effects on aeolian sand movement: Implications for sediment transport and sand control in regions with extreme altitudes or temperatures

Aeolian sand transport results from interactions between the ground surface and airflow. Previous research has focused on the effects on sand entrainment and mass transport of surface features and wind velocity, but the influence of air density, which strongly constrains airflow characteristics and the resulting sand flow, has not been widely considered. In the present study, entrainment, saltation characteristics and transport rates were examined at nine experimental sites ranging in elevation from ?154 m below sea‐level (Aiding Lake) to 5076 m above sea‐level (Tanggula Mountain pass on the Qinghai–Tibetan plateau). At each site, a portable wind tunnel and high‐speed camera system were set up, and the friction wind velocity, threshold friction velocity and sand flow structure were observed systematically. For a given volumetric airflow, lower air density increases the wind velocity. Low air density also creates a high threshold friction velocity. The Bagnold wind erosion threshold model remains valid, but the value of empirical parameter A decreased with decreasing air density and ranged from 0·10 to 0·07, the smallest values reported in the literature. For a given wind velocity, increased altitude reduced total sand transport and creeping, but the saltation rate and saltation height increased. The present results provide insights into the fundamental mechanisms of the initiation and transport of sand by wind in regions with an extreme temperature or altitude (for example, alpine deserts and low‐lying lake basins) or on other planets, including Mars. These results also provide theoretical support for improved sand‐control engineering measures. The data and empirical equations provided in this paper improve the ability to estimate threshold and transport conditions for wind‐blown sand.     

Effect of climate change and railway embankment on the degradation of underlain permafrost

Because of the global warming and the increasing human activity, the air temperature and the precipitation along the Qinghai-Tibet Railway increased gradually in recent years, which endanger the permafrost table, the embankment of the railway. The statistics of the air temperature, the precipitation and the geothermal temperature in recent 50 years in this dissertation come from the four weather station along the railway, that are Wudaoliang Station, Fenghuo Mountains Station, Tuotuo River Station and Ando Station. This dissertation analyzes the change of climate along the railway and then develops a research on the effect of the changing geothermal temperature on permafrost table and its countermeasures. The experiment result shows that the air temperature of the permafrost region rise steadily in about 50 years, especially in this century, the tendency of rising temperature is more obvious. The precipitation fluctuates but it is also rising rapidly, for the largest precipitation reached 492.6 mm. For 30 years now, the Qinghai-Tibet Plateau has been in the megathermal period, which also affects the permafrost region along the railway. The condition of permafrost is degrading greatly.     

机车荷载下多年冻土区桥梁桩基振动响应特征

为研究多年冻土区机车振动荷载作用下桥梁桩基的动力响应特征,选取了多年冻土区清水河特大桥的两个桥梁桩基进行现场强震动测试．对测试数据进行加速度响应及傅里叶谱响应分析,得出桥梁桩基的振动响应衰减规律及振动能量的分布规律．在此基础上,结合有限元结构分析软件,运用瞬态动力分析法,选取一个测试桩为实例进行二维动力响应的数值计算,...     

GPS-RTK技术在铁路测绘及用地管理中的应用

通过对铁路用地图现状的简要分析,指出运用GPS-RTK技术是解决当前土地资料现势性差、基础图纸精度不高等问题的出路,并论述了运用中具体实施步骤和应注意的问题,阐述了其在铁路用地管理工作中的优越性。     

青藏铁路主要冻土路基工程热稳定性及主要冻融灾害

在介绍青藏高原多年冻土退化背景及其工程影响的基础上,通过主要冻土路基现场监测和沿线调查,对青藏铁路冻土路基2002年以来的地温发展过程、热学稳定性及次生冻融灾害进行了分析。结果表明:青藏铁路自2006年通车后冻土路基整体稳定,列车运行速度达100 km/h,达到设计要求,但不同结构路基的热学稳定性不同,采取"主动冷却"方法的路基稳定性显著优于传统普通填土路基。管道通风路基、遮阳棚路基及U型块石路基冷却下伏多年冻土的效果显著,块石基底路基左右侧对称性较差,而处于强烈退化冻土区和高温冻土区的普通路基热稳定性差,需结合路基所在区域局地气候因素予以调整或补强。以热融性、冻胀性及冻融性灾害为主的次生冻融灾害对路基稳定性存在潜在危害,主要表现为路基沉陷、掩埋、侧向热侵蚀等,其中目前最为严重的病害是以路桥过渡段沉降为代表的热融性灾害。     

青藏铁路通风路堤室内模型试验研究

正在建设中的青藏铁路即将穿越 5 5 0km的多年冻土区 ,冻土问题是青藏铁路面临的首要工程问题。出于铁路建设中保护冻土的原则 ,对通风路堤这一新的、主动保护冻土的路堤结构形式进行了几何相似比为 1∶4的大型室内试验 ,试验所得的路堤土体温度场分布及土体温度的变化结果表明 ,通风路堤能够有效地降低路堤土体的温度 ,从而达到保护天然地基冻土的目的。但是 ,温度场的分布在通风路堤内并不对称 ,及沿路堤中轴线的两侧左右不对称 ,这样可能会影响到下伏冻土温度的差异 ,从而引起不均匀冻胀、沉降变形。另一方面 ,暖季较高的气温条件下 ,通风管两端的进出口需要堵塞或关闭 ,以免造成土体吸热量较多而引起较大的沉降 ,但由于青藏高原很短的融化期 ,这一影响还有待现场试验工程的验证。