藏東南地區季節性凍土分析

胡延杰　王培清　翟鵬飛

（1.西藏大學農牧學院，西藏　林芝　860000；2.國網西藏電力監理有限公司，西藏　拉薩　850000）

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藏東南地區季節性凍土分析

胡延杰1王培清1翟鵬飛2

（1.西藏大學農牧學院，西藏林芝860000；2.國網西藏電力監理有限公司，西藏拉薩850000）

摘要：西藏位于我國的西南部，青藏高原的面積達120萬km2，占全國的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。藏東南地區的平均海拔在3 000m左右，由于特殊的地理、地貌、地形、地質和水文氣象條件，導致這里分布著廣泛的季節性凍土。本文以藏東南地區季節性凍土為研究對象，對藏東南地區季節性凍土產生的原因，造成的危害以及對藏東南地區季節性凍土的防治措施進行淺析。

關鍵詞：藏東南地區；季節性凍土；凍融；地面沉降

西藏氣候總體上具有西北嚴寒干燥，東南溫暖濕潤的特點。藏東南地區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　季節性凍土產生的危害

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

1.1藏東南地區地基凍脹

1.1.1地基凍脹對建筑物或構筑物基礎的破壞作用。凍脹使基礎整體抬高，基礎的局部凍脹使建筑物或構筑物會產生細小的裂紋，情況嚴重的會出現裂縫，甚至也會產生許多裂縫。

1.1.2凍脹對墻體的影響。因為墻體含水量比較高，溫度達到0.0℃以下時，會使墻體產生變形，墻體表面的裝修起鼓或脫落。

1.1.3凍脹對混凝土構件的破壞?；炷两Y構或構件在達到初凝狀態時，在結構或構建中含有水分，溫度在0.0℃以下時，水結成晶體，在混凝土結構或構件的表面會看到冰晶，在這種狀態下，會使混凝土結構或構件脫水、膨脹，導致混凝土結構或構件產生裂縫或直接破壞。

1.2藏東南地區地面沉降

西藏藏東南地區季節性地面沉降的危害主要包括以下幾個方面。

1.2.1地基沉降。在季節性凍土融化的過程中，會使土質變軟，在路床的處理中會出現翻漿的情況。季節性凍土同樣會造成建筑物或構筑物地基沉降，房屋開裂，地基變形，地面下沉。

1.2.2產生地質災害。季節性凍土發生在斜坡上時，會產生滑坡、崩塌等地質災害。季節性凍土在融化成液態時，在凍融界面處，使土體抗剪強度降低，由于水的潤滑作用，從而形成滑塌災害，造成泥石流地質災害。凍融產生的泥石流自然災害在西藏高原地區極為常見。

1.2.3季節性凍產生的地面塌陷。地表在經過季節性凍土的強凍融情況后，回暖以后強凍融的季節性凍土就會開始融化，由于受過季節性凍土的強凍融后，強季節性凍土在融化以后，在上部荷載作用下會造成地表塌陷。

2　藏東南地區季節性凍土產生災害的原因

2.1含水率的影響

土體的凍結時間與含水率的高低呈正相關，土體的融化與土體的含水率也同樣呈現正相關［2，3］。藏東南地區夏季降雨量豐富。到了冬季，降雪頻繁，藏東南地區的地下水水位高，這就為藏東南地區季節性凍土產生了條件。

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，則在相同的凍結條件下，不含鹽的土體比含鹽的土體更容易凍結。同樣在融化過程中，不含鹽的土體要比含鹽的土體更難融化。凍土的融沉系數大小與土體的含鹽率的大小有關［4］。

2.3荷載的影響

土體在融化時，如果地表層存在上部荷載，就會加大季節性凍土在融化時的沉降。在土體的融化過程中，在有上覆荷載作用下，土體在外荷載作用下會產生壓密沉降，融沉系數的大小會隨荷載的增加而增大［5］。

2.4土質的影響

季節性凍土的性質不同產生的危害也不會相同，通過大量試驗數據可以得到，由粉質土構成的地表最容易沉降，其次是細砂構成的地表土體，最難沉降的是砂礫土構成的地表土體。由此可見，土質也同樣是影響季節性凍土產生的因素之一［6］。

3　西藏藏東南地區季節性凍土治理措施

3.1換填法

換填法又稱為換土法，換土法就是將基礎范圍內的軟土清除，用穩定性好的土、石回填并壓實或夯實。用換填法處理季節性凍土時，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，但是實施起來成本巨大，不經濟，不利于項目成本管理。

3.2人工鹽漬法

人工鹽漬法是對施工的地基施加一定量的鹽溶液，防治土體發生凍脹破壞，這種鹽溶液最好是可溶性的無機鹽溶液。人工加鹽法是一種比較經濟的做法，但是加鹽一定要適度，要經過科學的試驗研究，不能破壞西藏藏東南地區的生態環境，西藏的生態環境一旦破壞很難修復。

3.3保溫法

保溫法是對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，防止凍害的發生。地基覆蓋法就是利用建筑材料、毛氈或毯子對地基進行覆蓋，防止地基產生凍脹地質災害。保溫法是一種經濟、環保的方式，這種方法對西藏藏東南地區的生態破壞最小，使用率也最高。

3.4排水隔水法

水是季節性凍土發生的地質災害中的3個關鍵因素之一。如果把水的問題處理好，就能有效防止季節性凍土產生的地質災害。排水隔水法主要有兩方面的內容：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，會增加工程成本。

4　結論

西藏藏東南地區季節性凍土產生的原因主要與土體中的水分、干容重、土質及土體上部荷載有關。西藏藏東南地區季節性凍土產生的地質災害的預防措施主要有換填法、人工鹽漬法、化學加固法、保溫法和排水隔水法。如果能在西藏藏東南地區季節性凍土災害發生以前，通過大量的試驗研究，確定精確的數據，及時做好相應的防范措施，同時在施工過程中制定恰當的施工方案，防微杜漸，防患于未然，定能減少由于季節性凍融產生的對各種工程建設的危害，以降低經濟損失。

參考文獻：

［1］李楊.季節凍土水分遷移模型研究［D］.長春：吉林大學，2008：13-17.

［2］朱元林，張家懿.凍土的融化下沉［C］.中國地理學會冰川凍土學術會議論文選集［A］.北京：科學出版社，1982：145-152.

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

［4］邱國慶.甘肅河西走廊季節凍結鹽漬土及其改良利用［M］.蘭州：蘭州大學出版社，1996.

［5］王效賓.人工凍土融沉特性及其預報模型研究［D］.南京：南京林業大學，2006：23-34.

［6］郭高峰，齊偉，張喜發.影響多年凍土融沉特性的因素研究［D］.長春：吉林大學，2008.

中圖分類號：P462.14

文獻標識碼：A

文章編號：1003-5168（2016）01-0147-02

收稿日期：2015-12-23

基金項目：校雪域英才工程支持項目（2015XYC02）。

作者簡介：胡延杰（1990-），男，碩士，研究方向：防災減災工程。

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