气候变暖条件下冻土路基补强措施效果研究取得进展
发表日期:2021-04-29来源：
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气候变暖造成了全球范围内的多年冻土持续退化，这一现象在以高温多年冻土为主的青藏高原尤为显著。随着沿线冻土退化，青藏铁路冻土路基的稳定性正面临着严峻挑战。以往针对青藏铁路冻土路基主动冷却措施的工程效果进行了大量研究，关于补强措施应对气候变暖的相关研究还很不充分。
为研究青藏铁路冻土区应用最为广泛的两种主动冷却措施——热管和块石护坡结构作为补强措施的工程效果，冻土工程国家重点实验室、青藏高原北麓河站冻土工程与环境研究团队选取位于青藏高原连续多年冻土南界附近的青藏铁路K1497+150路基断面，通过对该断面2006年以来地温和变形监测数据的分析，研究了该地区多年冻土退化特征，并通过与补强前路堤的对比，探讨了热管和块石护坡结构对路基的补强效果。
研究结果表明，气候变暖背景下该地区的多年冻土发生了显著退化，且补强前路基下伏多年冻土的退化速率显著高于附近天然场地。2006至2009年，天然场地多年冻土上限下降速率为5.4cm/a，而左路肩下多年冻土上限下降速率为9cm/a。补强后的监测数据表明，块石护坡结构和热管均可提高路基的热稳定性。块石护坡主要在夏季起到保温作用，对深层冻土的降温效果并不显著，单独使用块石护坡结构补强措施不能避免气候变暖条件下高温冻土区路基下伏多年冻土的退化（图1）。热管在冬季较强的降温能力可以增加路基内部的冷储量，有利于减缓气候变暖的影响。进一步分析表明，块石护坡+热管的复合措施降温效果强于单一措施，可以有效冷却路基下多年冻土，显著减小多年冻土升温和融化造成的路基沉降。
相关研究成果可为未来青藏铁路高温冻土区路基补强措施的选择提供参考。
研究成果以Strengthening effect of crushed rock revetment and thermosyphons in a traditional embankment in permafrost regions under warming climate为题发表于Advances in Climate Change Research期刊。
该项研究工作获中国科学院战略性重点研究计划(XDA20020102)、国家自然科学基金(41101065)和冻土工程国家重点实验室基金(SKLFSE-ZT-34)共同资助。
论文链接：1
图1 增设补强措施前后8m (a)和12m (b)处多年冻土温度变化
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