“要想孩子不鬧,就得讓他吃好、多睡覺。”同樣,解決凍土問題的關(guān)鍵是如何讓凍土安安穩(wěn)穩(wěn)地“睡覺”。
凍土最上面的一層會在暖季融化,在寒季凍結(jié),被稱為“季節(jié)融化層”,它的厚度一般在1.5~4米,就像一層松軟的“新棉被”,是多年凍土的保溫層。盡管它自身會不斷發(fā)生凍融,但總的說來起到了一種保溫作用。在這層“新棉被”的保護(hù)下,多年凍土是相對穩(wěn)定的。
修建鐵路路基,首先就要鏟掉表面植被,然后填土壓實地面,這必定會破壞季節(jié)融化層,就好像把原來的那層保溫性能適中的“新棉被”,換成了一層硬邦邦的“舊棉被”,這就破壞了多年凍土的穩(wěn)定性。而且,填筑的路堤成梯形,接受太陽幅射的面積加大,傳入地下的熱量也將增加,這樣凍土就會發(fā)生融化,影響鐵路路基的穩(wěn)定。
在技術(shù)上如何解決這個問題呢?我們?nèi)祟愓疹檵雰簳r,要想不讓孩子鬧,就得讓他吃好安安穩(wěn)穩(wěn)多睡覺。同樣,要想讓凍土睡安穩(wěn),就得給它足夠的冷量并盡量保持住它應(yīng)有的冷量,使它不發(fā)生融化或者融化得慢一些。根據(jù)這個原則,科學(xué)家在設(shè)計鐵路路基結(jié)構(gòu)時主要采取了“主動型路基結(jié)構(gòu)”,個別地段則采用了“被動型路基結(jié)構(gòu)”。
所謂“主動型路基結(jié)構(gòu)”,就是采取相應(yīng)的措施主動為凍土增加冷量儲備;所謂“被動型路基結(jié)構(gòu)”,就是僅僅靠自身的結(jié)構(gòu)抵抗或減少太陽輻射傳給凍土的熱量,以保證凍土不發(fā)生融化。
“被動型路基結(jié)構(gòu)”的具體做法是,在已經(jīng)壓實的地面上再填上一定高度的土,以保證凍土原來的性能不變,或者在一定高度的填土里再加放一些保溫板。不過,被動式路基雖然可以擋住暖季的熱量傳給凍土,但寒季的冷量也被擋在了外面,而科學(xué)家期望的是給凍土的冷量越多越好,所以,青藏鐵路更多的是采用“主動型路基結(jié)構(gòu)”