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导言 1

第一章 绪论 2

第一节 多年冻土区自然条件概况 3

一、地貌 3

二、气候 5

三、植被 5

四、地层岩性 6

五、地质构造 6

六、水文地质特征 7

第二节 多年冻土的分布及特征 9

一、多年冻土分布 9

二、多年冻土工程特征 11

第三节 多年冻土区筑路技术综述 16

一、多年冻土区铁路工程概况 16

二、多年冻土区筑路技术概述 16

三、青藏铁路多年冻土的前期研究 27

第四节 多年冻土工程技术特点 30

一、多年冻土对铁路工程的影响 30

二、工程建设对冻土工程质量提出的严格要求 31

第二章 青藏铁路多年冻土试验工程科技攻关 32

第一节 多年冻土试验工程的目的和选址原则 32

一、冻土工程试验的目的 32

二、冻土工程试验段的选址原则 32

第二节 多年冻土工程试验段的工程地质特点 33

一、清水河冻土工程试验段 33

二、北麓河冻土工程试验段 33

三、沱沱河冻土工程试验段 34

四、安多冻土工程试验段 34

五、昆仑山和风火山隧道试验工程 34

第三节 多年冻土试验工程的主要研究内容 35

一、冻土工程试验段的主要研究项目 35

二、冻土工程试验段重点研究课题简介 36

第四节 多年冻土试验工程技术创新 38

一、多年冻土路基工程技术创新 39

二、多年冻土桥涵工程技术创新 39

三、多年冻土隧道工程技术创新 39

第五节 冻土工程设计原则的确定 40

一、冷却路基的原则 40

二、冷却路基的方法 40

第三章 青藏铁路多年冻土区技术标准制定 42

第一节 青藏铁路多年冻土区工程勘察暂行规定 42

一、引言 42

二、主要内容 42

三、主要特点 42

四、执行情况及需要改进的问题 43

第二节 青藏铁路高原冻土区工程设计暂行规定 45

一、引言 45

二、主要内容 46

三、执行情况及需要改进的问题 52

第三节 青藏铁路高原冻土区工程施工及验收暂行规定 53

一、引言 53

二、主要内容 53

三、执行情况及需要改进的问题 59

第四章 青藏铁路多年冻土路基工程（Ⅰ） 62

第一节 多年冻土路基工程特点 62

第二节 片石气冷路基试验研究 63

一、引言 63

二、清水河试验段片石气冷路堤试验研究 64

三、北麓河试验段片石气冷路堤试验研究 78

四、开心岭片石气冷路堤后期试验研究 81

五、冻土环境差异对片石气冷路基工程效果影响分析 83

六、片石层降温效果的室内试验研究 86

七、片石气冷路基数值模拟研究 87

八、片石气冷路基降温机理研究 88

九、运营后片石气冷路基工程状态评价 89

十、主要结论 90

第三节 片（碎）石护坡路基试验研究 93

一、引言 93

二、清水河试验段不同厚度片石护坡试验研究 94

三、北麓河试验段片石护坡、碎石护坡对比试验研究 102

四、北麓河试验段不同厚度碎石护坡试验研究 112

五、开心岭试验点不同厚度碎石护坡试验研究 114

六、五道梁试验点碎石护坡试验研究 118

七、不同冻土环境碎石护坡效果分析 120

八、片（碎）石护坡路基降温效果的室内试验研究 121

九、片（碎）石护坡路基数值模拟研究 122

十、片（碎）石护坡降温机理试验研究 122

十一、主要结论 123

第四节 热棒路基试验研究 125

一、工程概况 125

二、路基地温场分析 126

三、路基变形特性分析 132

四、运营后热棒路基工程状态评价 132

五、主要结论 134

第五节 通风管路基试验研究 134

一、清水河试验段通风管路基试验研究 135

二、北麓河试验段通风管路基试验研究 148

三、通风管路基换热机理研究 157

四、通风管强迫对流合理长径比的理论分析 159

五、通风管与路基体的传热物理特征研究 160

六、主要结论 160

第六节 路基隔热保温措施试验研究 161

一、试验工程概况 161

二、隔热保温措施的效果分析 162

三、保温层上下面的水分变化分析 169

四、隔热保温路基数值模拟计算 170

五、主要结论 172

第七节 路基遮阳结构试验研究 173

一、风火山遮阳篷路基的试验研究 173

二、北麓河遮阳板护坡的试验研究 175

三、遮阳板降温过程试验研究 177

四、路堑遮阳篷室内试验研究 181

五、路堑遮阳篷对路基温度场影响的模拟分析 183

六、主要结论 185

第八节 路基合理高度试验研究 185

一、工程概况 185

二、路堤地温场分析 186

三、路堤变形分析 192

四、主要结论 194

第九节 多年冻土路基人为上限变化特点与稳定性分析 194

一、影响路基人为上限的主要因素 194

二、多年冻土天然上限与路基人为上限变化特点 198

三、路基人为上限数值模拟分析研究 220

四、路基人为上限与稳定性的关系分析 227

五、调整和控制路基人为上限位置的工程措施 243

六、主要结论 248

第十节 多年冻土路基沉降变形分析与监测 248

一、多年冻土路基沉降变形分析 248

二、多年冻土路基变形现场监测分析 255

第五章 青藏铁路多年冻土路基工程（Ⅱ） 290

第一节 多年冻土地段斜坡路基工程试验研究 290

一、试验研究方法 291

二、冻土沼泽化斜坡湿地路基温度场特性研究 292

三、冻土沼泽化斜坡湿地路基稳定性研究 295

四、地基强度测试分析 299

五、室内试验 300

六、冻土地区斜坡稳定性计算 301

七、主要结论 303

第二节 多年冻土湿地路基地基处理试验研究 303

一、工程概况 303

二、室内试验分析 304

三、现场测试 305

四、主要结论 315

第三节 多年冻土路基过渡段试验研究 316

一、路桥过渡段试验 316

二、填挖过渡段试验 320

三、冻融过渡段试验 322

第四节 多年冻土路基边坡防护措施试验研究 325

一、预制格架护坡试验 325

二、移栽草皮护坡试验 327

三、加筋土护坡试验 341

第五节 多年冻土L形挡墙试验研究 349

一、工程概况 349

二、L形挡墙冻土融化深度变化趋势测试及分析 351

三、L形挡墙的侧压力测试分析 354

四、L形挡墙的变形测试分析 360

五、主要结论 362

第六节 多年冻土路基填料冻胀特性研究 362

一、路基冻胀特性研究 362

二、填料的选择与质量控制 366

三、青藏铁路多年冻土路基冻胀调查与试验 371

第七节 多年冻土次生不良冻土现象的危害及防治措施 375

一、多年冻土区次生不良冻土现象调查分析 375

二、多年冻土区次生不良冻土现象的分类及其危害 379

三、多年冻土区原生、次生不良冻土现象的防治对策 386

四、多年冻土区次生不良冻土现象的防治措施 388

五、主要结论 390

第八节 多年冻土路基施工技术研究 391

一、多年冻土路基填筑施工技术 391

二、多年冻土爆破开挖施工技术 400

第六章 青藏铁路多年冻土区桥涵工程 407

第一节 多年冻土桥涵工程特点 407

一、工程概况 407

二、桥涵特殊性问题 407

第二节 多年冻土桩基试验工程 410

一、试验场地自然条件概况 410

二、试验研究方法 411

三、桩基试验研究 411

四、桩基回冻试验研究 419

五、主要结论 422

第三节 多年冻土涵洞试验工程 422

一、拼装式涵洞试验方法 422

二、涵洞试验分析 423

三、主要结论 428

第四节 多年冻土桥梁抗震技术 429

一、青藏铁路多年冻土区桥梁抗震计算方法 430

二、主要结论 436

第五节 多年冻土桥梁选型及提高可靠性的工程措施 437

一、青藏铁路常用跨度桥梁合理结构型式的研究 437

二、跨度24m折线配筋先张梁的研究 445

三、青藏铁路钢—混结合梁的试验研究 449

四、主要结论 459

第六节 多年冻土桥涵施工技术 461

一、多年冻土区钻孔灌注桩施工技术 461

二、高原多年冻土区钻孔扩底桩施工技术研究 468

三、高原多年冻土区钻孔插入桩施工技术研究 472

四、高原高寒地区混凝土耐久性施工技术研究 475

五、高原高寒地区耐久梁施工技术研究 482

六、高原多年冻土区桥涵“埋入式基础”基坑开挖施工技术研究 493

七、高原高寒地区桥梁钢构件防腐涂装工艺研究 496

第七章 青藏铁路多年冻土隧道工程 503

第一节 多年冻土隧道工程特点 503

第二节 多年冻土隧道围岩冻融圈的变化特点 504

一、冻融圈形成特点及对工程的影响 504

二、冻融圈现场监测分析 516

第三节 多年冻土隧道冻融作用对衬砌结构的影响分析 523

一、隧道冻害及研究内容 523

二、冻土单轴冻胀本构试验及冻胀本构关系的建立 526

三、冻土隧道冻胀力计算方法研究 531

四、昆仑山隧道冻胀力现场测试及其数据分析 538

五、主要结论 541

第四节 多年冻土隧道防排水技术 542

一、多年冻土隧道围岩地下水的赋存形式 542

二、多年冻土隧道防排水设计方案 542

三、多年冻土防水材料的选择 546

四、多年冻土隧道排水技术研究 547

五、隧道防排水效果检测 547

第五节 多年冻土隧道隔热保温技术研究 548

一、防治措施选择 548

二、隔热保温层材料力学参数的确定 549

三、隔热保温层的热参数确定 551

四、隔热保温层的施工工艺研究 556

第六节 多年冻土隧道支护技术 559

一、初期支护模式 559

二、支护参数 560

三、喷射混凝土施工 560

四、超前小导管施工 561

五、中空注浆锚杆施工 562

六、钢拱架施工 562

七、钢筋网施工 562

八、混凝土衬砌施工 562

第七节 多年冻土隧道施工通风及温度场控制技术 564

一、洞内施工环境气温控制标准和控制方法 564

二、洞内空气流场及温度场 564

三、冻土围岩温度场 567

四、通风、供热与控制一体化系统 568

五、高原专用隧道施工风机 570

六、高原隧道制氧、供氧系统 571

七、冻土围岩融化深度对隧道稳定性的影响 572

八、长期、系统的环境监测与检验、调整环境控制系统 573

九、主要结论 574

第八节 多年冻土隧道施工技术 577

一、工程设计和施工概况 577

二、多年冻土区隧道施工关键技术 580

三、辅助工序机械化配套研究 584

四、喷射混凝土上料及喷射机械手的方案设计及配套研究 587

五、主要结论 590

第八章 气候变化对青藏铁路的影响及对策 592

第一节 青藏铁路沿线气候变化及趋势预测 592

一、气温变化 592

二、地表温度变化 593

三、高原未来50年温度变化趋势预测 593

第二节 气候变暖对多年冻土的影响及趋势预测 595

一、多年冻土升温过程 595

二、近20年来青藏高原多年冻土变化特征 595

三、青藏高原多年冻土监测数据分析 595

四、未来50年多年冻土变化趋势预测 597

第三节 多年冻土退化对工程稳定性的影响 598

一、多年冻土退化对工程稳定性的影响因素 599

二、多年冻土退化对青藏铁路工程稳定性的影响 600

三、次生冻融灾害对工程稳定性的影响 601

第四节 全球气温升高条件下冻土工程的对策分析 602

一、工程设计对策 602

二、工程措施对策 602

第九章 多年冻土工程长期观测系统及病害防治预案 604

第一节 长期观测系统概况 604

一、建设目的和意义 604

二、建设原则 604

三、观测项目设置及观测内容 605

四、监测技术要求 606

第二节 长期观测系统关键技术 610

一、长期地温自动监测系统工作原理 610

二、长期地温自动监测系统总体结构关键技术 611

三、远程地温监测仪关键技术 611

四、监测中心设置 622

第三节 路基病害分析预测系统 625

一、关键基础技术工作 625

二、基础数据工作 625

三、路基病害分析预测关键技术 626

第四节 多年冻土区工程病害整治预案 626

一、青藏铁路冻土区路基病害分类特征 627

二、工程病害的预测和预警 630

三、冻土区路基工程病害整治技术 631

第十章 多年冻土科技攻关的主要技术成果及经验体会 634

第一节 多年冻土科技攻关的主要技术成果 634

第二节 青藏铁路多年冻土科技创新的经验体会 639

一、主要经验 639

二、几点体会 640

参考文献 642

青藏阅历最珍惜 653

后记 655