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6月27日,铁道部在兰州组织召开“青藏铁路风火山多年冻土长期综合观测与试验研究”科研成果评审会,以程国栋院士为鉴定委员会主任的专家组高度评价:研究工作具有开拓性和前瞻性,解决了多年冻土区铁路土建工程的多项关键技术问题,成果总体水平国内领先。其中路基人为上限变化规律、冻融界面抗剪强度试验方法与成果、钻孔灌注桩承载性能试验与计算方法等达到国际先进水平。
中铁西北科学研究院风火山冻土定位观测站自1961年建站以来,坚持了45年不间断的观测和研究,是我国乃至世界上海拔最高、全年值守的高原冻土定位观测站。根据青藏铁路的建设需要,针对高原多年冻土问题,以该站为科研试验基地,辐射开展了筑路技术难题的攻关研究,取得了丰富的科研成果。为国家确定进藏铁路方案和青藏铁路建设提供了有力的技术支撑,在青藏铁路的设计、施工中发挥了重要作用。主要成果有:通过风火山气象要素、太阳辐射和深孔地温的观测,结合沿线气象台站的资料,分析研究了青藏铁路高原多年冻土区40多年来气候、地温的变化规律,探讨了其发展趋势。在风火山地区首先开展了冻融界面的抗剪强度试验,解决了冻土边坡稳定性检算中抗剪强度指标的选取问题。开展的冻土锚杆抗拔力试验、L型挡墙墙背冻胀力与变形发展过程的试验,提出了多年冻土区支挡结构设计参数与计算方法。开展的冻土与基础界面间的抗拉冻结强度试验,得出了冻土与基础界面的抗拉冻结强度高于抗剪冻结强度的结论,在基础稳定性检算中用抗剪冻结强度代替抗拉冻结强度是偏于安全的。这些试验方法和结论至今仍是高原冻土区较为系统完整的可供设计应用的成果。通过风火山多年冻土试验工程,得出:路堤的人为上限具有不对称性,揭示了高原多年冻土区路堤人为上限的六种形态。根据对试验路堑基底倾填碎石层热传输机理的分析,碎石层中传热,暖季以传导为主,寒季以对流为主,具有‘热开关效应’。寒季的有效导热系数是暖季有效导热系数的12.2倍,有很好的阻热传冷效应,可以增加基底冷储量,保护多年冻土。该结论为青藏铁路多年冻土区路基采用块、碎石气冷防护措施提供了依据。
自行研制的热桩首次在青藏公路五道梁多年冻土涵洞病害治理中应用,取得了良好效果,为青藏铁路多年冻土区工程的防护和病害整治增加了主动防护的有效手段。遮阳棚防护试验证实:该措施具有遮蔽太阳直接辐射,降低棚内路基面温度8℃—15℃,保护基底多年冻土的良好效果。在青藏高原多年冻土区前期试验研究的基础上,由中铁西北科学研究院联合铁道第一勘察设计院和中科院冰川冻土研究所,于1973年编制完成的《青藏高原多年冻土地区铁路勘察设计细则》和七个附件,是我国第一部多年冻土区勘测设计的规范性文件,是当时我国多年冻土区铁路建设科研成果与工程实践水平的综合体现,填补了我国在该领域的空白,具有实用价值和理论意义,成为2001年制订有关勘测设计规范、细则的重要依据。