藏東南地區(qū)季節(jié)性凍土分析

胡延杰　王培清　翟鵬飛

（1.西藏大學(xué)農(nóng)牧學(xué)院，西藏　林芝　860000；2.國(guó)網(wǎng)西藏電力監(jiān)理有限公司，西藏　拉薩　850000）

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藏東南地區(qū)季節(jié)性凍土分析

胡延杰1王培清1翟鵬飛2

（1.西藏大學(xué)農(nóng)牧學(xué)院，西藏林芝860000；2.國(guó)網(wǎng)西藏電力監(jiān)理有限公司，西藏拉薩850000）

摘要：西藏位于我國(guó)的西南部，青藏高原的面積達(dá)120萬(wàn)km2，占全國(guó)的1/8。地形屬于高原，平均海拔為4 000m左右，素有“世界屋脊”之稱。藏東南地區(qū)的平均海拔在3 000m左右，由于特殊的地理、地貌、地形、地質(zhì)和水文氣象條件，導(dǎo)致這里分布著廣泛的季節(jié)性凍土。本文以藏東南地區(qū)季節(jié)性凍土為研究對(duì)象，對(duì)藏東南地區(qū)季節(jié)性凍土產(chǎn)生的原因，造成的危害以及對(duì)藏東南地區(qū)季節(jié)性凍土的防治措施進(jìn)行淺析。

關(guān)鍵詞：藏東南地區(qū)；季節(jié)性凍土；凍融；地面沉降

西藏氣候總體上具有西北嚴(yán)寒干燥，東南溫暖濕潤(rùn)的特點(diǎn)。藏東南地區(qū)受印度洋暖濕氣流的影響溫和多雨，年平均氣溫8.5℃，最高月均氣溫15.0℃［1］。

1　季節(jié)性凍土產(chǎn)生的危害

埋藏在冰土層中的地基稱為凍土地基。土體低于0.0℃土中的部分水凍結(jié)成冰的土就是凍土，凍土可以分為季節(jié)性凍土和多年凍土。季節(jié)性凍土表現(xiàn)在地表一定深度的土層中，冬季凍漲，夏季消融。

1.1藏東南地區(qū)地基凍脹

1.1.1地基凍脹對(duì)建筑物或構(gòu)筑物基礎(chǔ)的破壞作用。凍脹使基礎(chǔ)整體抬高，基礎(chǔ)的局部?jī)雒浭菇ㄖ锘驑?gòu)筑物會(huì)產(chǎn)生細(xì)小的裂紋，情況嚴(yán)重的會(huì)出現(xiàn)裂縫，甚至也會(huì)產(chǎn)生許多裂縫。

1.1.2凍脹對(duì)墻體的影響。因?yàn)閴w含水量比較高，溫度達(dá)到0.0℃以下時(shí)，會(huì)使墻體產(chǎn)生變形，墻體表面的裝修起鼓或脫落。

1.1.3凍脹對(duì)混凝土構(gòu)件的破壞。混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在達(dá)到初凝狀態(tài)時(shí)，在結(jié)構(gòu)或構(gòu)建中含有水分，溫度在0.0℃以下時(shí)，水結(jié)成晶體，在混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的表面會(huì)看到冰晶，在這種狀態(tài)下，會(huì)使混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件脫水、膨脹，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件產(chǎn)生裂縫或直接破壞。

1.2藏東南地區(qū)地面沉降

西藏藏東南地區(qū)季節(jié)性地面沉降的危害主要包括以下幾個(gè)方面。

1.2.1地基沉降。在季節(jié)性凍土融化的過(guò)程中，會(huì)使土質(zhì)變軟，在路床的處理中會(huì)出現(xiàn)翻漿的情況。季節(jié)性凍土同樣會(huì)造成建筑物或構(gòu)筑物地基沉降，房屋開裂，地基變形，地面下沉。

1.2.2產(chǎn)生地質(zhì)災(zāi)害。季節(jié)性凍土發(fā)生在斜坡上時(shí)，會(huì)產(chǎn)生滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害。季節(jié)性凍土在融化成液態(tài)時(shí)，在凍融界面處，使土體抗剪強(qiáng)度降低，由于水的潤(rùn)滑作用，從而形成滑塌災(zāi)害，造成泥石流地質(zhì)災(zāi)害。凍融產(chǎn)生的泥石流自然災(zāi)害在西藏高原地區(qū)極為常見。

1.2.3季節(jié)性凍產(chǎn)生的地面塌陷。地表在經(jīng)過(guò)季節(jié)性凍土的強(qiáng)凍融情況后，回暖以后強(qiáng)凍融的季節(jié)性凍土就會(huì)開始融化，由于受過(guò)季節(jié)性凍土的強(qiáng)凍融后，強(qiáng)季節(jié)性凍土在融化以后，在上部荷載作用下會(huì)造成地表塌陷。

2　藏東南地區(qū)季節(jié)性凍土產(chǎn)生災(zāi)害的原因

2.1含水率的影響

土體的凍結(jié)時(shí)間與含水率的高低呈正相關(guān)，土體的融化與土體的含水率也同樣呈現(xiàn)正相關(guān)［2，3］。藏東南地區(qū)夏季降雨量豐富。到了冬季，降雪頻繁，藏東南地區(qū)的地下水水位高，這就為藏東南地區(qū)季節(jié)性凍土產(chǎn)生了條件。

2.2含鹽量的影響

如果一種土體中含鹽，另一種土體不含鹽，則在相同的凍結(jié)條件下，不含鹽的土體比含鹽的土體更容易凍結(jié)。同樣在融化過(guò)程中，不含鹽的土體要比含鹽的土體更難融化。凍土的融沉系數(shù)大小與土體的含鹽率的大小有關(guān)［4］。

2.3荷載的影響

土體在融化時(shí)，如果地表層存在上部荷載，就會(huì)加大季節(jié)性凍土在融化時(shí)的沉降。在土體的融化過(guò)程中，在有上覆荷載作用下，土體在外荷載作用下會(huì)產(chǎn)生壓密沉降，融沉系數(shù)的大小會(huì)隨荷載的增加而增大［5］。

2.4土質(zhì)的影響

季節(jié)性凍土的性質(zhì)不同產(chǎn)生的危害也不會(huì)相同，通過(guò)大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得到，由粉質(zhì)土構(gòu)成的地表最容易沉降，其次是細(xì)砂構(gòu)成的地表土體，最難沉降的是砂礫土構(gòu)成的地表土體。由此可見，土質(zhì)也同樣是影響季節(jié)性凍土產(chǎn)生的因素之一［6］。

3　西藏藏東南地區(qū)季節(jié)性凍土治理措施

3.1換填法

換填法又稱為換土法，換土法就是將基礎(chǔ)范圍內(nèi)的軟土清除，用穩(wěn)定性好的土、石回填并壓實(shí)或夯實(shí)。用換填法處理季節(jié)性凍土?xí)r，要將凍土全部挖除或要挖到一定的深度，成本巨大，這種方法可行，但是實(shí)施起來(lái)成本巨大，不經(jīng)濟(jì)，不利于項(xiàng)目成本管理。

3.2人工鹽漬法

人工鹽漬法是對(duì)施工的地基施加一定量的鹽溶液，防治土體發(fā)生凍脹破壞，這種鹽溶液最好是可溶性的無(wú)機(jī)鹽溶液。人工加鹽法是一種比較經(jīng)濟(jì)的做法，但是加鹽一定要適度，要經(jīng)過(guò)科學(xué)的試驗(yàn)研究，不能破壞西藏藏東南地區(qū)的生態(tài)環(huán)境，西藏的生態(tài)環(huán)境一旦破壞很難修復(fù)。

3.3保溫法

保溫法是對(duì)凍土地基處理最常見的一種方式。保溫法通常有2種方法，地基耙平法和地基覆蓋法。地基耙平法就是用機(jī)械把地基耙到一定的深度，有利于地基中水分的散失，防止凍害的發(fā)生。地基覆蓋法就是利用建筑材料、毛氈或毯子對(duì)地基進(jìn)行覆蓋，防止地基產(chǎn)生凍脹地質(zhì)災(zāi)害。保溫法是一種經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的方式，這種方法對(duì)西藏藏東南地區(qū)的生態(tài)破壞最小，使用率也最高。

3.4排水隔水法

水是季節(jié)性凍土發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害中的3個(gè)關(guān)鍵因素之一。如果把水的問題處理好，就能有效防止季節(jié)性凍土產(chǎn)生的地質(zhì)災(zāi)害。排水隔水法主要有兩方面的內(nèi)容：排水法和隔水法。如果地表水很多就可以采用這種方法排水隔水法。如果水并不多，最好不要采用這種方式，會(huì)增加工程成本。

4　結(jié)論

西藏藏東南地區(qū)季節(jié)性凍土產(chǎn)生的原因主要與土體中的水分、干容重、土質(zhì)及土體上部荷載有關(guān)。西藏藏東南地區(qū)季節(jié)性凍土產(chǎn)生的地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)防措施主要有換填法、人工鹽漬法、化學(xué)加固法、保溫法和排水隔水法。如果能在西藏藏東南地區(qū)季節(jié)性凍土災(zāi)害發(fā)生以前，通過(guò)大量的試驗(yàn)研究，確定精確的數(shù)據(jù)，及時(shí)做好相應(yīng)的防范措施，同時(shí)在施工過(guò)程中制定恰當(dāng)?shù)氖┕し桨福牢⒍艥u，防患于未然，定能減少由于季節(jié)性凍融產(chǎn)生的對(duì)各種工程建設(shè)的危害，以降低經(jīng)濟(jì)損失。

參考文獻(xiàn)：

［1］李楊.季節(jié)凍土水分遷移模型研究［D］.長(zhǎng)春：吉林大學(xué)，2008：13-17.

［2］朱元林，張家懿.凍土的融化下沉［C］.中國(guó)地理學(xué)會(huì)冰川凍土學(xué)術(shù)會(huì)議論文選集［A］.北京：科學(xué)出版社，1982：145-152.

［3］吳紫汪.凍土融化下沉的初步研究［C］.中國(guó)科學(xué)院蘭州冰川凍土研究所集刊（第二號(hào)）［A］.北京：科學(xué)出版社，1981：104-112.

［4］邱國(guó)慶.甘肅河西走廊季節(jié)凍結(jié)鹽漬土及其改良利用［M］.蘭州：蘭州大學(xué)出版社，1996.

［5］王效賓.人工凍土融沉特性及其預(yù)報(bào)模型研究［D］.南京：南京林業(yè)大學(xué)，2006：23-34.

［6］郭高峰，齊偉，張喜發(fā).影響多年凍土融沉特性的因素研究［D］.長(zhǎng)春：吉林大學(xué)，2008.

中圖分類號(hào)：P462.14

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1003-5168（2016）01-0147-02

收稿日期：2015-12-23

基金項(xiàng)目：校雪域英才工程支持項(xiàng)目（2015XYC02）。

作者簡(jiǎn)介：胡延杰（1990-），男，碩士，研究方向：防災(zāi)減災(zāi)工程。

Analysis of Seasonal Frozen Soil in the Southeast of Tibet

Hu Yanjie1Wang Peiqing1Zhai Pengfei2
（1.College of Agriculture and Animal Husbandry,University of Tibet，Linzhi Tibet 860000；2.Tibet Electric Power Supervision Co.Ltd.，Lhasa Tibet 850000）

Abstract:Tibet is located in the southwest of China,the Qinghai Tibet plateau area is 1 million 200 thousand Km2,ac?counting for 1/8.The terrain belongs to the plateau,with an average altitude of about 4 000m,known as the roof of the world.The average altitude of the southeast of Tibet is about 3 000m,because of its special geography,geomorphology, topography,geology,hydrology and meteorological conditions,resulting in a wide range of seasonal frozen soil.Tibet?an regions in the southeast of the seasonal frozen soil as the research object,on the southeastern Tibet in the seasonal frozen soil,harm and the prevention and cure measures of southeastern Tibet seasonal frozen earth were analyzed.

Keywords:southeast tibet；seasonal frozen soil；freeze-thaw；ground settlement