劉 華,牛富俊,牛永紅,許 健
(1.西安建筑科技大學(xué) 土木工程學(xué)院,陜西 西安 710055;2.中國(guó)科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所 凍土工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,甘肅 蘭州 730000)
近年來,隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展,我國(guó)的高等級(jí)交通線路工程逐步向寒區(qū)延伸,公路、鐵路的路基修筑及其在運(yùn)營(yíng)期的穩(wěn)定是保障車輛安全運(yùn)營(yíng)的關(guān)鍵之一。在高緯度寒冷地區(qū)修筑線路穩(wěn)定性要求極高的高鐵路基,需結(jié)合高速鐵路無碴軌道路基綜合考慮地溫發(fā)展過程及其獨(dú)有的變化特征。凍土路基中溫度場(chǎng)分布的差異直接影響路基不同部位的物理力學(xué)指標(biāo),而不同結(jié)構(gòu)的路基由于同環(huán)境的熱交換面方向和強(qiáng)度的不同而具有顯著的差異。
針對(duì)寒區(qū)路基的熱穩(wěn)定性問題,前人開展了針對(duì)性的基礎(chǔ)性研究工作和工程實(shí)踐應(yīng)用。Kettil等[1]模擬了在高速列車荷載作用下土中的水流和波動(dòng)方程的耦合關(guān)系。O'Neill 和Miller[2]的研究成果提出了剛性冰的概念及證實(shí)了凍結(jié)緣的存在。Azmatch 等[3]分析了細(xì)顆粒土中冰透鏡體的生成初始條件及其誘發(fā)的凍脹行為。葉陽升等[4-5]對(duì)普通鐵路路基填料凍脹性進(jìn)行了詳細(xì)的分類討論。朱強(qiáng)等[6]發(fā)現(xiàn)了凍脹量沿季節(jié)性凍結(jié)深度的分布,得到了具有代表性的結(jié)論。霍凱成等[7]對(duì)路基的凍脹變形機(jī)制進(jìn)行了系統(tǒng)的研究,并提出了有效的凍害整治措施。宋暉[8]對(duì)季節(jié)性凍土地區(qū)路基穩(wěn)定性進(jìn)行了大量的數(shù)值模擬分析工作。盛岱超等[9-12]通過系統(tǒng)對(duì)土體的凍脹敏感性分類研究并開發(fā)了PCHeave 程序,提出了一個(gè)簡(jiǎn)潔的循環(huán)動(dòng)載誘發(fā)凍脹模型,指出在合適條件下,冰透鏡體和凍脹也會(huì)出現(xiàn)在粗顆粒土中。李明霞[13]通過調(diào)查秦沈客運(yùn)專線102 座涵洞頂部路基的凍害情況,發(fā)現(xiàn)凍脹量多發(fā)生在基床表層,屬早起早落型,并發(fā)現(xiàn)在橫斷面上南側(cè)凍脹量略低于北側(cè),提出鋪設(shè)EPS 保溫板能有效減少凍害的發(fā)生。李雙洋等[14-15]通過建立青藏鐵路多年凍土區(qū)的路基動(dòng)力響應(yīng)模型,分析并預(yù)測(cè)了路基在不同季節(jié)的變形特征。張先軍[16]、趙世運(yùn)等[17]根據(jù)哈大高速鐵路路基凍脹的測(cè)量和普查結(jié)果,總結(jié)了嚴(yán)寒地區(qū)無碴軌道路基凍脹的特點(diǎn)和基本規(guī)律。許健等[18-20]利用保溫法和換填法原理對(duì)路基熱穩(wěn)定性進(jìn)行了模擬計(jì)算,建議了合理的設(shè)計(jì)參數(shù)。
基于早期并無季節(jié)凍土區(qū)高速鐵路路基的實(shí)體建設(shè)工程,同時(shí)這些研究成果多集中在理論研究和普通鐵路凍土路基穩(wěn)定性問題上,對(duì)于運(yùn)營(yíng)后寒區(qū)高鐵路基的穩(wěn)定性研究的成果較少。本文通過對(duì)所選取的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)段進(jìn)行監(jiān)測(cè),對(duì)比分析不同路基結(jié)構(gòu)型式對(duì)地溫場(chǎng)的影響以及其在凍融期內(nèi)的變形趨勢(shì),旨在得出不同凍深區(qū)路基的凍結(jié)特征分布以及對(duì)路基熱穩(wěn)定性的影響,從而評(píng)價(jià)路基穩(wěn)定性狀況,進(jìn)一步為今后工程設(shè)計(jì)、施工和維護(hù)提供參考。
為對(duì)比分析不同結(jié)構(gòu)型式路基的凍結(jié)特征,課題組從南至北分別在不同的具有代表性的凍結(jié)深度區(qū):鐵嶺市(毛家店斷面)、四平市和扶余市(扶余斷面)選取了3 組斷面(見圖1(a))。其中毛家店斷面和扶余斷面為對(duì)比路塹與路堤結(jié)構(gòu)斷面,四平試驗(yàn)段則為分析深挖路塹結(jié)構(gòu)的凍結(jié)特征(見圖1(b))。由于哈大高鐵線路走向基本為西南偏南至東北偏北,且較多采用高架旱橋的形式,為減小其他因素的影響,所選取的試驗(yàn)斷面為深挖路塹段中部斷面及其臨近路塹進(jìn)出口處的路堤段,基本信息見表1。試驗(yàn)場(chǎng)地經(jīng)過地貌單元為沖積平原,地勢(shì)較為平坦。場(chǎng)地區(qū)域涉及地層從上至下主要為:第四系全新統(tǒng)人工填筑粉質(zhì)黏土、中更新統(tǒng)沖積黏質(zhì)黃土,下部基巖為白堊系下統(tǒng)泥巖夾砂巖。
圖1 哈大客運(yùn)專線沿線凍深分布及試驗(yàn)場(chǎng)地現(xiàn)場(chǎng)示意圖Fig.1 The frozen depth distributions along HDPDL and the field monitoring sections
表1 哈大高鐵路基監(jiān)測(cè)斷面基礎(chǔ)信息Table 1 Geographical information of monitoring sections along the HDPDL
為分析不同結(jié)構(gòu)型式對(duì)路基熱狀況的影響變化,對(duì)于地溫監(jiān)測(cè)主要針對(duì)設(shè)置在填筑路基中路肩處的地溫。同時(shí)為了對(duì)比分析凍融期路基的變形同地溫的響應(yīng)關(guān)系,在臨近地溫監(jiān)測(cè)位置布設(shè)分層變形測(cè)量設(shè)備,監(jiān)測(cè)路肩表面向下5 m 范圍內(nèi)的溫度和路基填料層(包括基床表層0.1 m 厚纖維混凝土層、0.4 m 厚級(jí)配碎石、1.0 m 厚防凍層及其下1.3 m范圍內(nèi)各層填料)的凍融期變形量值(探頭及監(jiān)測(cè)、傳輸系統(tǒng)布設(shè)方式見圖2)。
圖2 哈大客運(yùn)專線長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)系統(tǒng)布設(shè)示意圖Fig.2 Long-term monitoring system in HDPDL's roadbed
試驗(yàn)用溫度探頭由中國(guó)科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所凍土工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室自行研制,測(cè)溫精度為0.02℃,數(shù)據(jù)采集使用CampellCR3000數(shù)據(jù)采集儀,采集頻率為1 次/h。變形測(cè)量設(shè)備采用YH40110(量程為100 mm)型高精度凍脹計(jì),同時(shí)采用上海天沐公司生產(chǎn)的NS-WY02 型位移計(jì)以備校正,該兩種儀器據(jù)精度較高,使用環(huán)境溫度為-40~80 ℃。測(cè)量數(shù)據(jù)經(jīng)溫度修正后能滿足路基凍脹-融沉變形監(jiān)測(cè)的精度要求。
圖3為毛家店試驗(yàn)段面路基基床內(nèi)不同時(shí)刻處不同深度的地溫變化對(duì)比圖。由于毛家店地處相對(duì)較淺凍結(jié)深度區(qū)(氣象資料統(tǒng)計(jì)天然場(chǎng)地多年平均最大凍結(jié)深度為125 cm),在3月份地溫分布圖中(見圖3(a)),地表地溫已返回至正溫,但其下仍存在大約厚為2 m 左右的凍結(jié)夾層,此層凍結(jié)土體在4月平均地溫分布圖(見圖3(b))中完全消失。同時(shí)可見,在凍融期內(nèi),路塹和路堤兩種結(jié)構(gòu)型式的活動(dòng)層地溫近乎一致,但其下的地溫卻是路塹地溫略高于路堤地溫。
圖4為四平試驗(yàn)段面路基基床內(nèi)不同時(shí)刻處不同深度的地溫變化對(duì)比圖。由于四平地處相對(duì)居中凍結(jié)深度區(qū)(氣象資料統(tǒng)計(jì)天然場(chǎng)地多年平均最大凍結(jié)深度為145 cm),在3月份地溫分布圖中(見圖4(a)),淺層地表地溫已返回至正溫,但其下仍存在大約厚為2.5 m 左右的凍結(jié)夾層,且地溫較低,具有較高的凍結(jié)強(qiáng)度。此層凍結(jié)土體在4月平均地溫分布圖(見圖4(b))中減小至地下1~2 m 深度,同時(shí)該層地溫在-0.5~0 ℃之間,屬于高溫凍結(jié)土體,物理力學(xué)性質(zhì)極不穩(wěn)定。由于該試驗(yàn)斷面均處在深挖路塹段內(nèi),監(jiān)測(cè)斷面相距僅為50 m,在凍融期內(nèi)地溫變化過程無顯著差別。
圖3 毛家店試驗(yàn)場(chǎng)地凍結(jié)-融解期地溫分布特征(右路肩)Fig.3 Ground temperature distribution characteristics of Maojiadian test field in freezing-thawing period(right shoulder)
圖4 四平試驗(yàn)場(chǎng)地凍結(jié)-融解期地溫分布特征(左路肩)Fig.4 Ground temperature distribution characteristics of Siping test field in freezing-thawing period(left shoulder)
圖5為扶余試驗(yàn)段面路基基床內(nèi)不同時(shí)刻處不同深度的地溫變化對(duì)比圖。由于扶余地處相對(duì)較深的凍結(jié)深度區(qū)(氣象資料統(tǒng)計(jì)天然場(chǎng)地多年平均最大凍結(jié)深度為192 cm),在3月份地溫分布圖中(見圖5(a)),淺層地表地溫仍表現(xiàn)為負(fù)溫,其下存在厚為2.5~3.0 m 左右的凍結(jié)層,且地溫相對(duì)極低,具有較高的凍結(jié)強(qiáng)度。此層凍結(jié)土體在4月平均地溫分布圖(見圖5(b))中減小至地下1~3m 深,同時(shí)該層地溫在-1~0 ℃之間,屬于高溫凍結(jié)土體,物理力學(xué)性質(zhì)極不穩(wěn)定。同時(shí)可見,在凍融期內(nèi),路塹和路堤兩種結(jié)構(gòu)型式的活動(dòng)層地溫亦表現(xiàn)出路塹地溫高于路堤地溫的特點(diǎn),這種差值在同一深度處約為1~2.5 ℃左右,這種趨勢(shì)隨著深度的增加而逐漸減小。
圖5 扶余試驗(yàn)場(chǎng)地凍結(jié)-融解期地溫分布特征(左路肩)Fig.5 Ground temperature distribution characteristics of Fuyu test field in freezing-thawing period(left shoulder)
縱向?qū)Ρ? 個(gè)試驗(yàn)段同一時(shí)刻的地溫分布特征,可以發(fā)現(xiàn),由南至北,凍結(jié)深度逐漸增大,地溫逐漸降低,凍結(jié)存續(xù)時(shí)間逐漸延長(zhǎng),達(dá)到最大凍深的時(shí)刻逐步推后,同時(shí)完全融透的時(shí)刻亦逐步推后。且隨著緯度的增加,活動(dòng)層中路塹段與路堤段的地溫差異也隨之增大。在4月份融化期內(nèi),四平以北的地區(qū)在路面下會(huì)出現(xiàn)一個(gè)高溫凍結(jié)夾層,該夾層物理力學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定,需著重考慮該時(shí)段該區(qū)域內(nèi)路基的穩(wěn)定性問題。
由圖6(a)可以發(fā)現(xiàn)在凍融期內(nèi),同一深度處路塹與路堤的地溫差值也呈現(xiàn)出較為明顯的特征:在1.0 m 深度處,靠北部的扶余斷面地溫差值在1 ℃上下波動(dòng),在翌年的春融期內(nèi)降低為0 ℃外,其余均為路塹地溫高于路堤地溫;而靠南部的毛家店斷面地溫差值則在0 ℃上下波動(dòng),除去2月份路塹溫度高于路堤外,其余時(shí)刻溫差近乎為0 ℃。圖6(b)揭示了更深處地溫差值變化,在2.5 m 深度處,毛家店斷面最大凍結(jié)線并未達(dá)到,地溫差值在整個(gè)凍融期內(nèi)比較平穩(wěn)的在0 ℃上下變化。但在扶余斷面的凍深線大于2.5 m,由于深層地溫隨地表溫度波動(dòng)有一個(gè)遲滯的效應(yīng),其峰值出現(xiàn)在翌年的3月底4月初,為2 ℃左右,隨后降低。由圖6 可以清晰地看到,路塹的地溫高于路堤的地溫,而北部地區(qū)的差異較南部地區(qū)的差異更為明顯。
圖6 毛家店和扶余試驗(yàn)段不同深度處路塹-路堤地溫差值Fig.6 Temperature differences at different depths of cutting and embankment in Maojiadian and Fuyu test sections
針對(duì)寒區(qū)高鐵路基嚴(yán)格的變形要求,選取位置相近的路堤和路塹斷面,以對(duì)比分析其在凍融期內(nèi)路基變形和凍結(jié)鋒面發(fā)展曲線的關(guān)系。
圖7為毛家店試驗(yàn)斷面的路基變形量值同地溫發(fā)展曲線的對(duì)比關(guān)系。由圖可見,在整個(gè)凍融期內(nèi),有兩個(gè)突變的時(shí)間段:(1)在凍結(jié)初期,地表淺層夜間凍結(jié),白天消融,地表變形在較低的量值下呈現(xiàn)出反復(fù)變化的形態(tài),隨后隨著凍結(jié)指數(shù)逐漸累計(jì),凍結(jié)狀態(tài)逐步穩(wěn)定,凍脹變形量在短時(shí)間內(nèi)呈直線上升的趨勢(shì)。對(duì)比圖7(a)、7(b)發(fā)現(xiàn),路塹段變形值在5 mm 左右穩(wěn)定,路堤段在3 mm 穩(wěn)定;(2)在翌年的3月份,地表地溫白天呈現(xiàn)出正溫,夜晚地表淺層繼續(xù)回凍,此時(shí)凍結(jié)深度達(dá)到最大,而地表變形則呈現(xiàn)出在波動(dòng)的狀態(tài)下繼續(xù)上升,其幅值約在2~3 mm 之間,其后隨著融化的穩(wěn)定,變形值迅速減小,當(dāng)凍結(jié)夾層完全消失后,變形值仍存留1 mm 左右的量值,隨后逐步消失。
圖7 毛家店試驗(yàn)場(chǎng)地凍結(jié)-融解期變形與凍結(jié)/融化深度分布特征Fig.7 Variations of deformation and freezing/thawing depth in freezing-thawing period at Maojiadian test section
圖8為扶余試驗(yàn)斷面的路基變形量值同地溫發(fā)展曲線的對(duì)比關(guān)系。由圖可見,在整個(gè)凍融期內(nèi),亦存在有兩個(gè)突變的時(shí)間段,其出現(xiàn)時(shí)間和波動(dòng)情況同毛家店斷面,不同之處在于波動(dòng)幅度的大小。但值得注意的是路塹段在翌年的1月底2月初呈現(xiàn)一個(gè)臺(tái)階式上升,幅值約在4 mm 左右,此時(shí)該處的凍結(jié)深度已達(dá)到2 m。
縱向?qū)Ρ让业陻嗝婧头鲇鄶嗝娴淖冃乌厔?shì),可以發(fā)現(xiàn),路塹斷面的變形量大于路堤斷面,且在翌年春融期,扶余斷面的短時(shí)波動(dòng)存續(xù)時(shí)間要遠(yuǎn)少于毛家店斷面,對(duì)比凍結(jié)深度和融化深度的發(fā)展趨勢(shì),扶余地處毛家店以北近300 km,融化進(jìn)度較為穩(wěn)定,晝?nèi)谝箖龅那闆r只存在與很短的時(shí)間內(nèi),因此其變形波動(dòng)呈現(xiàn)出小而穩(wěn)定的態(tài)勢(shì)。
圖8 扶余試驗(yàn)場(chǎng)地凍結(jié)-融解期變形與凍結(jié)/融化深度分布特征Fig.8 Variations of deformation and freezing/thawing depth in freezing-thawing period at Fuyu test section
現(xiàn)僅考慮分析凍融期內(nèi)路基總變形量的變化,對(duì)比分析7 個(gè)斷面的凍深變化速率與變形量值之間的變化關(guān)系。凍深變化速率直接由凍結(jié)指數(shù)、土層熱阻和土凍結(jié)時(shí)的相變影響所綜合體現(xiàn)。凍深變化速率可定義為
式中:Vf為凍深變化速率;Hf(t )為某時(shí)刻確定的凍結(jié)深度;Hf(t+1)為下一時(shí)刻的凍結(jié)深度。
圖9 試驗(yàn)場(chǎng)地凍結(jié)-融解期變形與凍結(jié)/融化速率對(duì)比關(guān)系Fig.9 Comparisons between deformation and freezing/thawing rate in freezing thawing period in test field
圖9為3 處試驗(yàn)場(chǎng)地路基總變形量值同地溫發(fā)展曲線的對(duì)比關(guān)系。由圖可見,當(dāng)凍深變化速率處在由正值轉(zhuǎn)為負(fù)值的區(qū)間時(shí),此時(shí)的凍脹變形容易產(chǎn)生強(qiáng)烈波動(dòng),變形量值波動(dòng)幅度同凍深變化速率波動(dòng)幅度成相關(guān)的趨勢(shì)。由圖9(a)可見,毛家店試驗(yàn)場(chǎng)地在翌年的春融期內(nèi),路堤段的突變值在2 mm左右。同時(shí)由圖9(b)可以發(fā)現(xiàn),在四平試驗(yàn)段的路塹段春融期內(nèi),凍深變化速率出現(xiàn)在較為穩(wěn)定的負(fù)值區(qū),因此,變形量呈減小的趨勢(shì)變化,并未產(chǎn)生向上的突變。而對(duì)比圖9(c)可以發(fā)現(xiàn),路塹段的第2 個(gè)突變段時(shí)(1月底2月初),凍深變化速率在0 上下波動(dòng),而此時(shí)變形產(chǎn)生了臺(tái)階式上升,同比同時(shí)路堤段的凍深變化速率一直處在正值區(qū)間變化,因此,并未出現(xiàn)預(yù)想到的臺(tái)階式上升。而在春融期內(nèi),路塹段凍深變化速率劇烈波動(dòng),此時(shí)產(chǎn)生了第3 個(gè)突變式上升,路堤段的凍深變化速率卻在負(fù)值區(qū)內(nèi)變化,變形并未發(fā)生向上的變化。
線路中路基凍結(jié)深度分布和凍融變形的變化主要受氣溫和路基填料、結(jié)構(gòu)以及工程地質(zhì)水文地質(zhì)條件的影響。由南到北,最大凍結(jié)深度的數(shù)值逐步增大,且到達(dá)時(shí)刻逐步延遲,凍結(jié)夾層完全消失的時(shí)間也隨之愈晚。由現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分析可得,很明顯路基土體在經(jīng)歷凍融循環(huán)的過程中,在同一條件下路塹地溫高于路堤地溫,而且這種差異隨著緯度增加而增加。這種差異性的影響在塹-堤過渡段或半挖半填路段會(huì)放大,即極可能在近路塹出入口的路堤段存續(xù)有一定厚度的高溫凍結(jié)夾層,而進(jìn)入路塹一定的距離后,該凍結(jié)夾層消失,受列車荷載作用下凍土路基各個(gè)方向的結(jié)構(gòu)剛度產(chǎn)生變化,其動(dòng)力響應(yīng)結(jié)果會(huì)因此產(chǎn)生較大的變化。為解決此類問題,在近路塹出入口的路堤邊坡處設(shè)置保溫板或保溫護(hù)道之類的工程設(shè)施,降低因路基結(jié)構(gòu)不同而引起的熱交換差異,或者將過渡段延長(zhǎng)以減小凍結(jié)夾層沿線路的變化梯度。
但在凍融期內(nèi)路塹變形卻大于路堤變形,這表明在同一條件下,凍結(jié)深度越大并不意味著凍脹變形量越大,結(jié)構(gòu)型式同路基凍脹變形分布相關(guān)。同時(shí)基床表層的變形量占據(jù)了大部分總體變形量,且其代表性的變形發(fā)展曲線呈現(xiàn)出明顯的兩個(gè)階越式特征。第1 個(gè)在凍結(jié)初期,凍深在0~50 cm 范圍內(nèi)發(fā)展時(shí),凍脹量發(fā)展迅速,呈現(xiàn)一個(gè)臺(tái)階狀突變,其后隨著凍結(jié)指數(shù)增大而基本穩(wěn)定。而在春融期,由于凍深變化速率在0 上下反復(fù)波動(dòng),使得凍脹量產(chǎn)生突變,其值甚至可和整個(gè)凍結(jié)期的凍脹量同處一個(gè)數(shù)量級(jí)。同時(shí)發(fā)現(xiàn)這種波動(dòng)越小,凍脹變形量越穩(wěn)定,即穩(wěn)定升溫,變形階越強(qiáng)度減弱。
而在同一地區(qū),如果路堤一側(cè)為相對(duì)陽側(cè)的話,那么同側(cè)的路塹段即為相對(duì)陰側(cè),反之亦然。在路堤相對(duì)吸收的“冷量”較多的一側(cè),路塹相對(duì)吸收的“冷量”即較少,這樣堤-塹過渡段的地溫場(chǎng)分布向空間一側(cè)扭曲,同時(shí)造成應(yīng)力場(chǎng)的不規(guī)則分布,在雙軌的定向動(dòng)力荷載下,這樣的效果會(huì)放大。因此,在堤-塹過渡段對(duì)線路走向以及陰陽坡熱效應(yīng)的問題必須得慎重考慮。
可以推斷,半挖半填段路基的熱狀況亦不同于這兩種結(jié)構(gòu)型式的路基,在塹-堤過渡段路基縱向斷面會(huì)出現(xiàn)較為明顯的溫度梯度,而在半挖半填段,路基橫向則會(huì)出現(xiàn)較為明顯的溫度梯度,這種情況尤其在春融期內(nèi)所帶來的影響不容忽略。
(1)路堤斷面的最大凍結(jié)深度要大于臨近的路塹斷面的最大凍結(jié)深度,其差值向北逐步增大;其凍結(jié)夾層厚度也呈現(xiàn)出路堤段大于路塹段,其凍結(jié)夾層消失時(shí)間亦向北逐漸延后。
(2)相反的是,同一地區(qū)路塹段的最大變形卻較路堤段的要大2~5 mm,這種差值越向北越明顯。凍深在0~50 cm 范圍內(nèi)發(fā)展時(shí),凍脹量發(fā)展迅速。
(3)在春融期,由于氣溫在0 ℃上下劇烈波動(dòng)時(shí),會(huì)引起劇烈的凍脹變形而產(chǎn)生臺(tái)階式凍脹的現(xiàn)象,甚至?xí)霈F(xiàn)瞬時(shí)凍脹變形大于凍結(jié)期最大凍脹變形的情形。
(4)當(dāng)凍深變化速率處在由正值轉(zhuǎn)為負(fù)值的區(qū)間時(shí),此時(shí)的凍脹變形容易產(chǎn)生強(qiáng)烈波動(dòng),變形量值波動(dòng)幅度同凍深變化速率波動(dòng)幅度成相關(guān)的趨勢(shì)。
[1]KETTIL P,LENHOF B,RUNESSON K,et al.Coupled simulation of wave propagation and water flow in soil induced by high-speed trains[J].International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics,2008,32(11):1311-1319.
[2]O'NEILL K,MILLER R D.Exploration of a rigid ice model of frost heave[J].Water Resources Research,1985,21(3):281-296.
[3]AZMATCH T F,SEGO D C,ARENSON L U,et al.New ice lens initiation condition for frost heave in finedgrained soils[J].Cold Regions Science and Technology,2012,82(1):8-3.
[4]葉陽升,王仲錦,程愛君,等.路基的填料凍脹分類及防凍層設(shè)置[J].中國(guó)鐵道科學(xué),2007,28(1):1-7.YE Yang-sheng,WANG Zhong-jin,CHENG Ai-jun,et al.Frost heave classification of railway subgrade filling material and design of anti-freezing layer[J].China Railway Science,2007,28(1):1-7.
[5]葉陽升.論鐵路路基填料分類[J].中國(guó)鐵道科學(xué),2004,25(2):35-41.YE Yang-sheng.Railway filling material classification[J].China Railway Science,2004,25(2):35-41.
[6]朱強(qiáng),付思寧,武福學(xué),等.論季節(jié)凍土的凍脹沿凍深分布[J].冰川凍土,1988,10(1):1-7.ZHU Qiang,FU Si-ning,WU Fu-xue,et al.On the frost heave distribution along depth[J].Journal of Glaciology and Geocryology,1988,10(1):1-7.
[7]霍凱成,黃繼業(yè),羅國(guó)榮.路基凍脹機(jī)制及凍害防范整治措施探討[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào),2002,21(7):1099-1103.HUO Kai-cheng,HUANG Ji-ye,LUO Guo-rong.On mechanism of freezing-heave and its treatment in roadbeds[J].Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering,2002,21(7):1099-1103.
[8]宋琿.季節(jié)性凍土地區(qū)路基穩(wěn)定性的數(shù)值分析[D].成都:西南交通大學(xué),2004.SONG Hui.Numerical simulation for stability of subgrade on seasonal frozen region[D].Chengdu:Southwest Jiaotong University,2004.
[9]盛岱超,張升,李希.高速列車與路基凍脹相互作用機(jī)理[J].巖土工程學(xué)報(bào),2013,35(12):2186-2191.SHENG Dai-chao,ZHANG Sheng,LI Xi.Effects of train loads on frost heave of embankments[J].Chinese Journal of Geotechnical Engineering,2013,35(12):2186-2191.
[10]盛岱超,張升,賀佐躍.土體凍脹敏感性評(píng)價(jià)[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào),2014,33(3):594-605.SHENG Dai-chao,ZHANG Sheng,HE Zuo-yue.Assessing frost susceptibility of soils[J].Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering,2014,33(3):594-605.
[11]SHENG Dai-chao,ZHANG Sheng,YU Zhi-wu,et al.Assessing frost susceptibility of soils using PC-Heave[J].Cold Regions Science and Technology,2013,95(11):27-38.
[12]SHENG Dai-chao,ZHANG Sheng,NIU Fu-jun,et al.A potential new frost heave mechanism in high-speed railway embankments[J].Geotechnique,2013,64(2):144-154.
[13]李明霞.秦沈客運(yùn)專線涵洞洞頂填土凍脹機(jī)理和處理措施研究[D].北京:北京交通大學(xué),2008:8-19.LI Ming-xia.Study on heaving mechanism and treatmentmeasure of embankment filling on culvert of Qinhuangdao-Shenyang passage-dedicated railway[D].Beijing:Beijing Jiaotong University,2008,8-9.
[14]LI Shuang-yang,LAI Yuan-ming,ZHANG Shu-juan,et al.Dynamic responses of Qinghai-Tibet railway embankment subjected to train loading in different seasons[J].Soil Dynamics and Earthquake Engineering,2012,32:1-14.
[15]李雙洋,張淑娟,趙德安,等.凍土路基動(dòng)力分析模型及青藏鐵路地震災(zāi)害評(píng)估[J].巖土力學(xué),2010,31(7):2179-2187.LI Shuang-yang,ZHANG Shu-juan,ZHAO De-an,et al.Dynamical analysis model for frozen embankment and seismic hazard assessment of Qinghai-Tibet Railway[J].Rock and Soil Mechanics,2010,31(7):2179-2187.
[16]張先軍.哈大高速鐵路路基凍脹規(guī)律及影響因素分析[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),2013,7:8-11.ZHANG Xian-jun.Analysis of frost heave laws in subgrade on Harbin-Dalian high-speed railway and its influence factors[J].Railway Standard Design,2013,7:8-11.
[17]趙世運(yùn),張先軍,石剛強(qiáng).嚴(yán)寒地區(qū)高速鐵路關(guān)鍵施工技術(shù)綜述[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),2012,5:1-9.ZHAO Shi-yun,ZHANG Xian-jun,SHI Gang-qiang.General description of key technologies for construction of high speed railway in cold area[J].Railway Standard Design,2012,5:1-9.
[18]許健,牛富俊,李愛敏,等.季節(jié)凍土區(qū)保溫法抑制鐵路路基凍脹效果研究[J].鐵道學(xué)報(bào),2010,32(6):124-131.XU Jian,NIU Fu-jun,LI Ai-min,et al.Analysis of the prevention effect of thermal-insulation method on frost heave of railway subgrade in seasonal frozen regions[J].Journal of the China Railway Society,2010,32(6):124-131.
[19]許健,牛富俊,牛永紅,等.季節(jié)凍土區(qū)防凍脹護(hù)道對(duì)保溫路基地溫特征影響效果研究[J].鐵道學(xué)報(bào),2011,33(3):84-90.XU Jian,NIU Fu-jun,NIU Yong-hong,et al.Study on the temperature field of insulated roadbed with frost-resistant berm on seasonal frozen region[J].Journal of the China Railway Society,2011,33(3):84-90.
[20]許健,牛富俊,牛永紅,等.換填法抑制季節(jié)凍土區(qū)鐵路路基凍脹效果分析[J].中國(guó)鐵道學(xué)報(bào),2011,32(5):1-7.XU Jian,NIU Fu-jun,NIU Yong-hong,et al.Analysis of the effect of replacing-soil method on inhibiting frost heave of railway roadbed in seasonal frozen soil region[J].China Railway Science,2011,32(5):1-7.