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摘要:冰川是极地或高山地区沿地面运动的巨大冰体,是在高寒地区由降落在雪线以上的大量积雪再结晶聚积成巨大的冰川冰,因重力和压力使冰川冰流动而成为冰川。工程施工受到地形、地貌的影响,特别是冰蚀作用强烈的高山峡谷冰川地貌,山势险峻,沟谷发育,冰崩、雪崩发育,本文对冰川地区地貌地带对工程的影响做了简要分析,以供参考。
关键词:冰川地区;地貌地带;工程;影响
冰川地貌是由冰川作用塑造的地貌。属于气候地貌范畴。冰川是准塑性体,冰川的运动包含内部的运动和底部的滑动两部分,是进行侵蚀、搬运、堆积并塑造各种冰川地貌的动力。但它不是塑造冰川地貌的唯一动力,是与寒冻、雪蚀、雪崩、流水等各种应力共同作用,地球陆地表面有11%的面积为现代冰川覆盖,主要分布在极地、中低纬的高山和高原地区。冰川在运动过程中,不仅具有强大的侵蚀力,而且还能携带冰蚀作用产生的许多岩屑物质,接受周围山地因冻融风化、雪崩、泥石流等作用所造成的坠落堆积物,从而形成各种冰碛地貌类型,岩堆内部为较大的碎石、块石错乱叠置而成细颗粒的泥砂较少碎屑物之间没有胶结结构松散围岩稳定性极差。给工程施工带来很大困难。
1冰川的形成
海拔高于雪线以上的地区,长年积雪,随着时间的推移,积雪增厚。降到地表多角形的雪花因昼夜温度变化和压力作用,其边缘在白天增温而融化,在夜间又重新冻结,形成一层薄冰。当积累到一定厚度后,松散的雪花便逐渐形成粒状的冰,即粒雪。粒雪继续增厚,产生更大的静压力,排出空气,结成致密、透明,呈微蓝色的冰川冰。冰川冰具可塑性,冰川冰在压力和重力作用下顺山坡或谷地向下运动,便形成冰川。
2冰川的运动
2.1冰层滑动与基层滑动:在自身重力作用下,冰川携带着大量泥沙和碎石从高处缓缓地向下滑移,移动的主要原因是冰川冰是一种粘塑性体,由于重力作用,冰川冰发生粘塑性变形,或称蠕变,于是缓慢向下滑动。这种滑动包括冰层滑动和基层滑动两种。冰层滑动产生于冰川各冰层之间,基层滑动则产生于冰川底冰和山体岩床之间。冰川在重力作用下沿着山体斜坡岩床缓慢向下运动,如果冰川的底冰与岩床冻结在一起,则冰川冰面的运动速度超过底冰,使冰川产生差别运动。
2.2冰川的运动速度:山体岩床的坡度、冰川的温度、冰川的厚度都是制约冰川滑动速度的因素。具有一定厚度的冰川在重力作用下,山体岩床的坡度越大,冰川的运动速度也就相应增加。如果岩床的坡度相同,则大冰川的运动速度比小冰川快得多。在一般情况下,如果冰川的厚度从中间某处向末端逐渐变薄,则冰川的运动速度也从源头向末端逐渐变慢,如果冰流速度迅速衰退,则在末端甚至可以形成不流动的冰,称为"死冰"。冰川温度的高低也可以影响冰川运动的速度。
2.3冰盖的运动:冰盖的运动速度,一般比山岳冰川为慢。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆冰盖的运动,是由冰雪自身的重量所造成的差异运动,以及由地热和摩擦热而产生的冰体沿底床的滑动来实现的,其中以沿底床滑动的原因为主。冰盖运动的速度变化,一般是从它们的中心部位向边缘递增。
3冰川地区地貌地带对工程的影响
冰川地貌属于不良地质条件。对于土木工程施工有很大的影响。无论在技术还是在具体施工上都有很大的不方便。比如西藏的冻土。在冰冻和融合的状态完全不同,对于土木工程建筑的施工,就十分不利。路会很容易开裂等等。在施工的时候需要处理表层的土壤,而且还要防护地基。防止多年冻土融合。冻土对冰川地区施工的影响非常大,冰川地带冻土主要对地基产生“冻胀”、“融沉”现象。
冻土层分为三层,第一层是冻融层,受季节温度变化厚度上下变化,土层十分不稳定。第三层是永冻层,不随温度变化,常年不会发生解冻现象。中间一层则是冻融相变混合层,俗称冻土上限,冻土上限随温度上下移动,因此冻融层和永冻层的厚度是变化的。在夏季温度高,冻土上限下移,冻融层厚度增加,开始融化,出现融沉现象;反之,在冬季,冻土上限上移,冻融层的厚度减小,开始结冰,出现冻胀现象。
土体的不断变化,对基础的切应力也在不断地变化,切应力超过许用切应力时,地基基础就会产生破坏,破坏形式主要有以下几种:1)基础断裂破碎,基础局部冻胀使建筑物产生裂纹,严重的出现裂缝,呈现上宽下窄。2)产生多条裂缝,呈现出现倒八字形状。3)冻切力对基础产生侧向推力,使基础侧向位移。4)条形基础局部断裂,基础侧向产生垂直裂纹。冻土的“冻胀”“融沉”现象对地基基础的稳定性有较大的影响。
4冰川地区地貌地带对工程施工的要求及注意事项
本文以冰川地区隧道施工为例,介绍了冰川地区地貌地带对工程施工的要求及注意事项。开挖隧道中,尽可能的维持了土体原有稳定状态,对围岩做到了尽量少扰动、少破坏。尽可能保持原地形的草皮植被坡面,边坡防护与边坡开挖同步进行,减少洞口边昂坡的开挖,保证了坡体的稳定性。采用预留核心土环形开挖法,施工支护采用较强的钢拱架喷锚支护,并辅以超前小导管等辅助施工手段,保证了工程的顺利推进。
施工需要注意的事项,首先,冰川地区施工过程中随时加强观察避免出现人为原因的冰崩塌方现象。在工程掘进时出现塌方,如规模较小,应先加固未塌方段防止塌孔扩大;塌方规模较大时,立即封堵掌子面,封堵采用枕和洞渣回填,待塌方稳定后施作小导管注浆,如范围较大可分次注浆固结洞身周围围岩和渣体,浆液凝固后按先上后下的原则清除塌方体。其次,塌方回填比常规回填规模大,当塌穴特别大,难以全部填满时,可采用喷锚支护对塌孔加固后,用浆砌或干砌回填一定厚度,或用木支撑将塌穴内岩体撑紧,然后施作衬砌。
最后,塌方地段,防排水与回填处理一样重要,应一并考虑;当掌子面出现涌水或有水头出露时,应先进行小导管注浆堵水,或用导管将水排出塌方段,然后开挖。开挖过程中遇到较大孤石时,应先在孤石周围注浆固结石块周围土体,待注浆体达到强度后,将孤石撬除,然后再进行初期支护。
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论文作者:侯寅
论文发表刊物:《防护工程》2019年第1期
论文发表时间:2019/4/30
标签:冰川论文; 冻土论文; 地貌论文; 岩床论文; 地区论文; 厚度论文; 重力论文; 《防护工程》2019年第1期论文;