多年冻土区道路排水渠道病害的防治现场试验

通过现场调查,青藏高原多年冻土区路基排水渠道的病害类型主要表现为渠道底部的错裂变形和渠道侧向水平方向的裂缝;排水渠道病害主要是由渠道地基土体往复的不均匀冻胀融沉变形及渠道两侧土体冻胀后产生的垂直水平冻胀力的作用所致。根据青藏高原多年冻土区排水渠道病害产生的机理,在进行多年冻土区路基排水渠道的病害防治措施设计时,应主要从适应渠道地基土体的不均匀冻胀和融沉变形、减弱水平冻胀力两方面考虑。新型结构排水渠道两年的现场试验结果表明,该结构形式的排水渠道实际效果较好,用于多年冻土区道路工程中可以延长养护周期、降低维修费用。     

多年冻土区铁路路基热状况对工程扰动及气候变化的响应

基于青藏铁路沿线长期地温监测资料,对天然场地及铁路路基下部的浅层地温、多年冻土上限及下伏冻土地温动态变化过程进行对比分析,研究多年冻土区铁路路基热状况对于工程扰动及气候变化的响应过程.监测结果表明,路基修筑后边坡热效应显著,由此导致路基下部多年冻土热状况的不对称分布,必须引起足够的重视.块石路基修筑后,下部多年冻土上限抬升显著,其中阴坡路肩下抬升幅度普遍较阳坡路肩下显著.普通路基修筑后,在年平均地温低于?0.6～?0.7℃的地区下部多年冻土上限有不同程度的抬升,而在年平均地温高于?0.6℃的地区下部冻土上限则出现了一定程度的下降,其中阳坡路肩下降幅显著.受块石层冷却降温作用,低温冻土区块石路基下部浅层冻土地温有明显降温过程,而在高温冻土区这一降温趋势只存在于阴坡路肩下.对于普通路基,多年冻土上限抬升后,浅层冻土地温存在一定的升温过程.对于气候变暖,低温冻土区多年冻土的响应主要集中体现在冻土升温上,而高温冻土区多年冻土的响应则主要表现为冻土上限下降,冻土厚度减小.基于上述监测结果,可将目前青藏铁路路基热状况分为稳定型(低温冻土区块石路基)、亚稳定型(低温冻土区普通路基及高温冻土区块石路基)和不稳定型(高温冻土区普通路基).     

多年冻土区青藏铁路列车荷载作用下路基振动响应研究

针对多年冻土区青藏铁路列车荷载振动作用下的动稳定性,通过对北麓河和二道沟三个典型铁路路基横断面振动响应的二分量加速度观测,对比分析客运列车和货运列车引起的路基振动特性和衰减规律,研究不同防护形式路基的列车振动响应。结果表明,路基上的振动作用主要集中在40～80Hz频率范围内;防护形式对路基的列车动力响应有明显影响,热棒加碎石路基动力响应最小,其次为碎石防护路基,未采取任何防护的路基铁轨上的动力响应最大,建议对未采取防护的路基进行防护。分析结论为青藏铁路列车作用下的路基动稳定性评估提供实测依据,对多年冻土区的路基稳定性研究提供参考。     

探地雷达在多年冻土工程地质勘察中的应用效果研究

由于融土和冻土之间存在明显的电性差异,使探地雷达成为研究多年冻土的有效手段之一.本文结合工程实例,对探地雷达在青藏高原多年冻土工程地质勘察中的应用效果进行了现场试验研究.分析了探地雷达探测多年冻土的物理前提条件,总结了多年冻土主要地质要素的雷达图像特征和探地雷达在多年冻土工程地质勘察中的实际应用效果.研究表明融土与冻土的雷达图像特征存在明显差异:融土雷达反射波为低频强宽振幅的稀疏波,波形较杂乱;冻土反射波为高频低振幅细密波,波形较为规则;探地雷达可较为准确地划分地层、识别多年冻土上限、确定多年冻土分布范围,但尚不能有效确定多年冻土的含冰量;另外,探地雷达对细颗粒土的探测效果要明显好于粗颗粒土.文章还指出了现场探测和图像解译分析中需要注意的事项和下一步需要研究解决的问题,建议在开展现场探测工作之前先在有钻探资料或天然地质剖面处进行对比试验,搞清测区内主要地层的物性参数,掌握有效波和干扰波的分布规律,从而提高雷达探测结果的准确性和可靠性.     

青藏高原多年冻土区天然气水合物形成条件模拟研究

基于野外气体地球化学调查研究,以及前人有关冻土表层温度、冻土层内地温梯度、冻土层下地温梯度等的资料,对青藏高原多年冻土区天然气水合物的形成条件开展了模拟研究. 结果显示：研究区冻土条件能够满足天然气水合物形成的基本要求;气体组成、冻土特征（如冻土厚度或冻土表层温度、冻土层内地温梯度、冻土层下地温梯度等）是影响研究区天然气水合物稳定带厚度的最重要因素,其在不同点位上的差异性可能导致天然气水合物分布的不均匀性的主要原因;研究区最可能的天然气水合物为甲烷与重烃（乙烷和丙烷）的混合气体型天然气水合物;在天然气水合物分布的区域,其产出的上临界点深度在几十至一百多米间,下临界点深度在几百至近一千米间,厚度可达到几百米. 与Canadian Mallik三角洲多年冻土区相比,青藏高原多年冻土区除了冻土厚度小些外,其他条件,如冻土层内地温梯度、冻土层下地温梯度、气体组成等条件较为相近,具有一定的可比性,预示着良好的天然气水合物潜力.     

多年冻土场地路基地震响应动应力性状研究

以青藏铁路工程抗震设计与地震加固为应用背景,基于冻土场地路基的若干典型工况,开展多年冻土场地路基地震响应动应力性状的研究工作。研究表明,与不同的场地地形条件相比,冻土层对路基地震响应动应力的影响更加突出,尤其是含冻土层路基的地震动应力幅值、频率较不含冻土层路基的地震动应力幅值、频率大得多,因而冻土层的存在可能加剧了路基的震害响应。     

多年冻土区桥梁桩基础地震响应的模型振动试验研究

以青藏铁路高温不稳定多年冻土区"以桥代路"工程——清水河特大桥的桩基础为研究目标,在负温条件下对该桥梁桩基础结构的缩尺模型进行了地震荷载作用的模型振动试验,研究了地震荷载作用下桩-冻土相互作用,分析了结构的地震响应特征,明确了桩体动荷响应对桩周冻土地温和应变的影响规律,最后对地震荷载作用下高温不稳定多年冻土区桥梁桩基础的稳定性作出了评价.     

用振动试验检查工程病害的几个实例

本文介绍应用振动试验技术检查工程病害的几个实例,并指出,随着振动试验技术的开发和进一步现代化,它在工程实践中的应用将具有更加广阔的前景。     

青藏工程走廊地震危险性对比分析及区划

潜在震源区地震活动性参数、地震动衰减关系对地震危险性分析结果至关重要。以中国第五代地震动区划图潜在震源区划分方案为基础,采用2类震级分档分别建立自编及五代图潜在震源区空间分布函数,收集4组青藏高原及周缘地区地震动衰减关系,采用不同组合对青藏工程走廊沿线的81个场点进行概率地震危险性分析计算,得到50年超越概率10%(地震重现期475年)的各场点基岩地震动峰值加速度(PGA),并转换为一般场地(Ⅱ类)PGA,对计算结果进行对比分析,并与第五代地震动区划图归档上下限值进行比较。结果显示:采用我国西部地区地震动衰减关系计算得到的PGA最大,采用云南地区地震动衰减关系得到的PGA最小,采用川藏地区及青藏高原东北缘地震动衰减关系时居中;在同一地震动衰减关系下,采用自编空间分布函数计算得到的PGA普遍略大于采用第五代图空间分布函数时;在震级上限为8.5的潜在震源区及附近地区,潜在震源区空间分布函数震级分档对计算结果有显著影响。综合分析表明,采用自编Ⅱ型震级分档空间分布函数方案与川藏地区地震动衰减关系组合方案的计算结果最为理想。最后,采用该组合方案对青藏工程走廊50年超越概率10%的基岩场地PGA及一般场地PGA进行了区划。     

机车动荷载作用下多年冻土区铁路路基动力响应的试验研究

青藏铁路穿越多年冻土区因地温和含冰量的不同而采取了不同的路基结构形式,以减小或避免气温和工程扰动对其下部多年冻土的影响。为了把握多年列车振动荷载作用下多年冻土区不同结构路基的动力响应特征,对青藏铁路北麓河段典型结构路基进行了实时强震动测试,得到了多年冻土区铁路路基的振动加速度衰减规律,对于研究机车动荷载对青藏铁路多年冻土区路基变形的定量影响规律,保障青藏铁路安全运营具有重要的科学意义。     

第六届国际地震岩土工程大会综述

第六届国际地震岩土工程大会于2015年11月1-4日在新西兰克莱斯特彻奇市召开。本文介绍了大会概况;阐述了大会设置的21个专题,并综述了场地效应和小区划,斜坡、河堤、大坝与废弃物填埋场,地震危险性与强地面运动,土壤液化与侧向扩展共4个重要专题分会的交流内容;通报了国际地震岩土工程及其问题技术委员会(TC203)全委会内容和决议事项;论述了相关领域的研究进展与亮点,包括新西兰坎特伯雷地震灾后重建催生了岩土工程共享数据库建设取得突破性进展;土壤液化与侧向扩展研究成为国际岩土地震工程一大热点研究领域;提出了在液化机理、液化势评价、液化后变形和基于性能的抗液化工程设计等方面需要进一步研究的重要问题;运动颗粒模拟方法实现了对斜坡破坏的全过程数值模拟;"Ishihara-Idriss-Finn演讲特别分会"成为本次会议一大亮点;2010-2011年新西兰坎特伯雷地震序列(CES)发生后,美国与新西兰开展了非常紧密的合作调查与研究工作,并在地震序列认识、灾害快速评估、确保稳健恢复的政策与规划分析等方面取得了多方受益的科学进展。     

基于试验的多年冻土典型路基形变研究

多年冻土塑性形变特性是理解其应力响应性态及过载退化的关键,也是近年来冻土工程和岩土工程学科研究领域的热点问题。基于三轴试验测得9%、12%和15%含水量条件下-1℃、-2℃多年冻土弹性模量、黏聚力和内摩擦角等土层物理力学参数,建立典型铁路路基模型,分析天然地震荷载作用下多年冻土区铁路路基在温度升高、强度退化作用下的塑性形变规律。结果表明：随着温度升高冻土强度退化,-1℃的塑性形变大于-2℃各坡脚、路基中心处的塑性形变;左右坡脚处塑性形变具有对称性分布规律;典型铁路路基试验土层地温由-2℃升高到-1℃,9%含水量试验土层塑性应变左坡脚放大3.5倍、右坡脚放大4.9倍,12%含水量试验土层塑性应变左坡脚放大1.6倍、右坡脚放大2.5倍。多年冻土退化条件下12%含水量的试验土层表现出良好的稳定性,在同等受力条件下塑性变形增长最小。     

第16届欧洲地震工程大会:岩土地震工程研究进展与动向综述

第16届欧洲地震工程大会于2018年6月18—22日在希腊塞萨洛尼基市召开,笔者全程参加了本次大会。本文简要介绍了大会的概况,通过对大会相关交流报告和论文的分析,重点对地震危险性、工程地震和强地面运动,土动力学,场地效应与小区划研究,岩土地震工程等4个主题分会和"欧洲—中国地震工程与风险合作"1个专题分会的相关研究进展进行了综述,并阐述了欧洲抗震设计规范(Eurocode8)推广应用与修订、韧性城市、新近地震启示、大尺度地震工程试验装备和土-基础-结构相互作用等方面的研究动向。可为我国相关领域研究提供参考。     

多年冻土场地路基地震动位移性状研究

直接针对目前多年冻土场地道路工程抗震问题研究尚很薄弱这一事实，以在建的青藏铁路工程的抗震设计与地震加固为应用背景，基于若干种较为典型的多年冻土场地路基工况，开展多年冻土场地路基地震动位移性状的研究工作。研究表明，与不同的场地地形条件相比，场地冻土层厚度对路基地震位移响应的影响更加突出，尤其是含冻土融层路基的地震动位移值较不含冻土融层路基的地震动位移值大，因而冻土融层的存在无疑加剧了多年冻土场地路基的震害响应。     

广西岩溶区工程地质灾害及场地处理

为减小岩溶区地质灾害带来的损失,以广西岩溶区为例,分析了广西岩溶地质的分布特点,对广西岩溶区的工程地质灾害进行研究分类,对岩溶区工程场地处理方法进行研究,综述了地表封闭防渗法、地面下加固处理法、结构物跨越法三大方法的原理、实施效果和实用性。研究发现:由于降雨和地下岩石类别差异等因素,广西的岩溶分布类型具有强烈的地域特性,形成了三大岩溶地貌特征;产生岩溶区地质灾害最主要的诱因是地下水的变化,重要工程中定时定点监控地下水变化十分重要;广西的岩溶区溶洞和土洞塌陷主要是人为因素造成的。     

自然灾害脆弱性研究综述

脆弱性分析与评价是灾害减除、准备、应对和恢复的基础,目前已成为自然灾害与可持续发展研究领域的一个重要方向。本文首先对不同研究视角下的自然灾害脆弱性概念进行评述,探究了其基本构成、内涵及本质;然后,对脆弱性研究常用的经典模型与评估方法进行了梳理与分析,指出各模型与方法的适用范围和应用中存在的局限性;最后,对灾害脆弱性研究的发展前景与研究方向进行了展望。以期为自然灾害的深入研究、有效应对与科学管理提供一定的指导与借鉴意义。     

长白山天池火山减灾对策初探

国内外专家学者认为，长白山天池火山是一座具潜在灾害性喷发危险的活火山，因此制定火山减灾对策理应提到议事日程。针对天池火山研究现状和火山灾害特点，制定了火山活动各阶段的减灾对策。中长期阶段应加强火山监测与研究和火山知识宣传工作，采取必要的工程防护措施，重大工程进行火山安全性评价，制定火山喷发应急预案；短期阶段请求国际火山流动监测台网给予支援；临近喷发阶段重点是有组织的撤离；喷发及其后阶段应及时救灾抢险，对火山喷发趋势进行科学判定，合理地重建家园。     

中国地震次生地质灾害分布及地市级危险性区划研究

地震次生地质灾害指由地震活动引起的地质灾害。地震次生地质灾害,主要为崩塌、滑坡,其次为塌陷、地裂缝、砂土液化等。地震次生地质灾害增强了地震的破坏效应,加剧了地震灾害的损失程度,给抢险救灾和灾后重建造成很大困难。一般震级大于5级、烈度超过6度的地震可能引发不同程度的地质灾害,震级和烈度越高,次生地质灾害越严重。本文根据中国历史地震次生地质灾害的活动程度及发生条件,以地（市、区、盟）为单元,进行了危险性评价：高度和中度危险区主要分布在中国中部的陕甘宁川渝滇藏地区,形成一个大致北北东向的高危险带,其余大部分地区为轻度危险区。