本文關(guān)鍵詞：214國道沿線的多年凍土及其工程地質(zhì)條件評價，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

６卷第４期第３２０１４年８月

冰　川　凍　土

ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＧＬＡＣＩＯＬＯＧＹＡＮＤＧＥＯＣＲＹＯＬＯＧＹ

Ｖｏｌ．３６，Ｎｏ．４

Ａｕｇ．，２０１４

ｄｏｉ：１０．７５２２／ｊ．ｉｓｓｎ．１００００２４０．２０１４．００９５

ＣｈｅｎＪｉ，ＦｅｎｇＺｉｌｉａｎｇ，ＳｈｅｎｇＹｕ，ｅｔａｌ．ＰｅｒｍａｆｒｏｓｔａｌｏｎｇＮａｔｉｏｎａｌＨｉｇｈｗａｙ２１４ａｎｄｉｔｓｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｅｖａｌｕａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＧｌａｃｉｏｌｏｇｙａｎｄＧｅｏｃｒｙｏｌｏｇｙ，２０１４，３６（４）：７９０－８０１．［２１４國道沿線的多年凍土及其工程地質(zhì)條件評價［Ｊ］．冰川陳繼，馮子亮，盛煜，等．

２０１４，３６（４）：７９０－８０１．］凍土，

２１４國道沿線的多年凍土及其工程地質(zhì)條件評價

１

　馮子亮１，　盛煜１，　曹元兵１，　房建宏２陳繼，

（１．３００００；中國科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所凍土工程國家重點實驗室，甘肅蘭州７

２．１０００１）青海省交通科學(xué)研究院，青海西寧８

摘２１４國道位于青藏高原的東緣，１９８５－２０１２年期間的凍土勘察和地溫監(jiān)測資料表明，在河卡要：

３９ｋｍ范圍內(nèi)的高山、灘地和沼澤化草甸地區(qū)分布著不連續(xù)和島狀多年凍土，公路實際穿山至清水河４

３２．４ｋｍ，沿線絕大部分路段的地溫高于－１．５℃，含冰量、凍土上限等越的多年凍土段累計里程約２

多年凍土特征指標(biāo)隨地形、地貌變化劇烈．在分析上述資料的基礎(chǔ)上，從凍土熱穩(wěn)定性和自然環(huán)境兩１４國道多年凍土工程地質(zhì)個因素入手，采用突變級數(shù)法建立了多年凍土工程地質(zhì)條件評價模型并對２

２１４國道沿線凍土熱穩(wěn)定性普遍較差，自然環(huán)境多處于一般狀態(tài)．除條件進(jìn)行了定量評價．結(jié)果表明：

１４國道病局部少冰、多冰凍土路段以外，沿線多年凍土工程地質(zhì)條件總體處于較差或惡劣狀態(tài)．與２害調(diào)查資料進(jìn)行比較后發(fā)現(xiàn)，路基病害一般發(fā)生在工程地質(zhì)條件差的路段．這表明該評價結(jié)果比較準(zhǔn)１４國道和新建共和－確的反映了沿線的多年凍土工程地質(zhì)條件，對于現(xiàn)有２玉樹高速公路的運營和維護(hù)具有重要的指導(dǎo)意義．

２１４國道；多年凍土；突變級數(shù)法；工程地質(zhì)條件關(guān)鍵詞：

６４２．１４中圖分類號：Ｐ

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：Ａ

１００００２４０（２０１４）０４０７９０１２文章編號：

０　引言

１４線北起青海省西寧市，南至云南省景國道２

５６ｋｍ，其中，青海省境內(nèi)長度超過洪市，全長３２

１０００ｋｍ，是西寧與青海省南部地區(qū)聯(lián)系的一條重２０１０年玉樹地震后，國家規(guī)劃新建一條與要通道．

１４國道共和－玉樹段基本平行的高速公路．原２

２１４國道共和－結(jié)古段位于青藏高原的東緣，沿線００ｍ以上．１９５４年，中國公的高程普遍在海拔４０

１４國路建設(shè)中第一次遇到的高原多年凍土就是在２道的查拉坪段

［１］

００～４４４０ｍ之間．根據(jù)２１４國道沿下界在海拔４１

１４國道沿線線多年的水文和工程地質(zhì)勘查資料，２的多年凍土研究有了一個比較全面的發(fā)展

［４－６］

．河

４０ｍ，陽坡的卡山陰坡的多年凍土下界在海拔３８

００ｍ；鄂拉山南北坡的凍多年凍土下界為海拔４０

００ｍ和３８５０ｍ．在多年凍土下界分別為海拔４０

３７ｍ處的多年凍土厚度方面，鄂拉山北坡海拔４１

９ｍ，花石峽多年凍土厚度為１６ｍ，瑪土厚度為４

０ｍ左右．多縣黃河沿和縣城的多年凍土厚度均為１在沿線冰緣現(xiàn)象方面，在巴顏喀拉山北坡發(fā)現(xiàn)大量

１４國季節(jié)性和多年生凍脹丘．在凍土分布方面，２道沿線多年凍土主要分布于河卡山、鄂拉山、巴顏

喀拉山地及花石峽至瑪多間的低山丘陵區(qū)，總長共３３０ｋｍ．根據(jù)１９９０－１９９４年的凍土工程地質(zhì)勘測結(jié)果，朱林楠等

［７］

．其后，隨著公路病害整治、道路

１４國升級改造以及沿線其他工程建設(shè)的實施，對２

［２］

道沿線多年凍土的認(rèn)識不斷提高．徐叔鷹等指２１４國道鄂拉山的多年凍土下界在海拔３８００～出，

３］

４０００ｍ；邊純玉等［關(guān)于鄂拉山多年凍土下界的研究結(jié)論與前者基本一致，巴顏喀拉山南坡的凍土

１４國道沿線的統(tǒng)計資料表明，２

２ｋｍ連續(xù)多年凍土路段和１４７ｋｍ不連續(xù)多年有９

　　收稿日期：２０１４０３１１；修訂日期：２０１４０６１７　　基金項目：中國科學(xué)院“２９Ｙ２２９Ｄ０１）；國家自然科學(xué)基金項目（４１１０１０６５）西部之光”項目（資助　　作者簡介：９７７－），２００７年在中國科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所獲博士學(xué)位，陳繼（１男，河南永城人，副研究員，現(xiàn)主要從事寒區(qū)

ｍａｉｌ：ｃｈｅｎｊｉ＠ｌｚｂ．ａｃ．ｃｎ工程與環(huán)境方面的研究工作．Ｅ

４期陳２１４國道沿線的多年凍土及其工程地質(zhì)條件評價繼等：

�。罚梗�

凍土路段．為了更加深入研究沿線凍土及其與工程

９９５年在２１４國道Ｋ４１８ｋｍ處建設(shè)的相互作用，１

［８］

９９８－２００３年在２１４了花石峽凍土觀測研究站，１

０余個，國道鄂拉山－瑪多段布設(shè)了凍土監(jiān)測斷面２

件進(jìn)行合理的評價顯得尤為重要．

１　凍土調(diào)查數(shù)據(jù)及沿線凍土的分布和特征

１．１　凍土調(diào)查數(shù)據(jù)介紹

９９０－１９９４年、１９９８年、２００２－２００３年基于１

０１０－２０１１年４個時間段２１４國道沿線的工程和２

００９年的溫泉凍土調(diào)查資料和地質(zhì)勘查資料、２１９９８－２０１３年的沿線不定期地溫監(jiān)測資料，我們對沿線的多年凍土調(diào)查資料進(jìn)行了全面的匯總，并在００余個，包括天然孔和保溫路基、碎地溫監(jiān)測孔２

石護(hù)坡路基、通風(fēng)管護(hù)坡、遮陽板護(hù)坡等不同地溫２０１０年，青海玉樹地震發(fā)調(diào)控措施的監(jiān)測斷面．

生以后，為了服務(wù)于共和－玉樹高等級公路的建

１４國道沿線的多年凍土開展了一次全面的設(shè)，對２

［９］

工程地質(zhì)勘查，基本掌握了沿線的凍土分布規(guī)律

［１０－１２］

．與季節(jié)凍土相比，多年凍土對氣候變化的脆弱性更顯著［１３］

．隨著全球氣候的變暖，２１４國道沿線的氣溫、多年凍土下界普遍升高［１４］

．從１９６１－１９９９年，瑪多年平均氣溫總體呈變暖趨勢，增溫速率在０．２℃·（１０ａ）－１

左右；從１

９９０－１９９８年，鄂拉山、姜路嶺的凍土下界升高了５

０～１００ｍ，長石頭山升高了１

３０ｍ，巴顏喀拉山北坡下界從海拔４３

２０ｍ升高到海拔４３７０ｍ，升高了５０ｍ；南坡從海拔４４９０ｍ上升到海拔４５６０ｍ，下界升高了７０ｍ［１５－１８］

．從沿線凍土分布的范圍來看，２０世紀(jì)７０年代以前，黃河沿和瑪多縣城均為多年凍土地

段，２０世紀(jì)９０年代以后均變?yōu)榧竟?jié)凍土段［１９］

；從１９９０－１９９８年，沿線多年凍土路段的長度發(fā)生了顯著的減小［２０］

．２

００８－２０１２年凍土調(diào)查及測溫資料表明，作為沿線多年凍土最為發(fā)育、地溫最低的路

段，

２１４國道巴顏喀拉山及查拉坪段的年平均地溫普遍在－

１．５℃以上，沒有探測到低于－２．０℃的凍土路段

［２１－２３］

．預(yù)計到２０５０年，黃河源區(qū)的極端

高溫事件顯著增多，極端低溫事件大幅減�。郏玻矗�

，巴顏喀拉山的多年凍土將嚴(yán)重退化，沿線部分地區(qū)將

退化為季節(jié)凍土［２５］

．多年凍土的退化現(xiàn)狀表明，２１４國道沿線的多年凍土已經(jīng)發(fā)生了嚴(yán)重的退化，從工程建設(shè)和環(huán)境變化的角度來看，目前需要對沿線多年凍土分布與特征的現(xiàn)狀給予新的研究．作為一條穿越３

００ｋｍ左右多年凍土區(qū)的高速公路，與以往我國在東北地區(qū)高速公路建設(shè)所經(jīng)過的小范圍島狀多年凍土相比

［２６－２７］

，共和－玉樹高

速公路是我國真正在多年凍土區(qū)修建的首條長大高

速公路，沒有經(jīng)驗可供借鑒．與青藏公路、青藏鐵路相比，由于路面寬度、形式的差異，路面吸熱量

大幅度增加，再加上２

１４國道沿線凍土地溫普遍高于青藏線，工程建設(shè)對多年凍土的擾動更加顯著．

因此，共和－玉樹高速公路所面臨的凍土工程地質(zhì)問題更加突出，對沿線多年凍土路段的工程地質(zhì)條

２０１２年５月對２１４國道共和－清水河段的多年凍土進(jìn)行了現(xiàn)場核對，核對工作包括路基病害和地貌調(diào)查、地溫觀測以及沿線重要地物點坐標(biāo)采集等．在現(xiàn)場核對的工作中，

２００９年以前的數(shù)據(jù)僅作為參考，

２００９－２０１１年期間的數(shù)據(jù)作為基本依據(jù)，同時，參考該期間的凍土路基病害調(diào)查、坐標(biāo)和地貌資料，排除鉆探過程中可能存在的人為偏差．現(xiàn)場凍土路段范圍的最小判定尺度為１

００ｍ，采用不確定路段即為多年凍土的判定原則，確保不忽略沿線可能發(fā)育多年凍土的任何一個路段．１．２　沿線凍土的分布及特征

２１４國道經(jīng)過多次升級改造，道路里程變化較大，以下分析采用的是２

００９年前的２１４國道老里程樁．另外，為了便于理解沿線的凍土分布范圍，所有的凍土路段均注明了地物名稱．１．２．１　河卡山島狀凍土區(qū)（Ｋ２３１＋０００～Ｋ２３６＋

０００）

根據(jù)現(xiàn)在已有的鉆探和物探資料，河卡山為２１４國道沿線多年凍土分布的北界．該處多年凍土主要分布在河卡山南北兩側(cè)山坡的沖溝和洪積扇上，凍土零星分布，為典型的島狀凍土．沖溝內(nèi)多年凍土的分布范圍均較小，主要分布在幾十米的范

圍之內(nèi)．分布在Ｋ

２３５＋７００～Ｋ２３５＋９００間的洪積扇多年凍土范圍較大，屬于富含冰凍土，多年凍土

地溫在－

０．５℃以上，屬極高溫不穩(wěn)定多年凍土．２００９年河卡山隧道通車以后，２１４國道和新建的共和－

玉樹高速公路基本上完全避開了河卡山島狀凍土區(qū)．

１．２．２　鄂拉山多年凍土地區(qū)（Ｋ３１１＋０００～Ｋ３２６＋

０００）

鄂拉山屬阿尼瑪卿山的北支，北起都蘭，南至溫泉鎮(zhèn)，曾因典型的第四紀(jì)古冰川漂礫堆積聞名地學(xué)界．Ｇ

２１４鄂拉山埡口海拔４４９５ｍ，多年凍土主要分布在溫泉以北的Ｋ

３１１～Ｋ３２６之間，凍土類型從少冰凍土到含土冰層均有分布．鄂拉山山坡較

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　冰　　　川　　　凍　　　土７９２

　　３６卷　

緩，凍土分布的南北坡向差異不明顯．與緯度相近的昆侖山相比，由于海拔較低，多年凍土年平均溫２～－１℃之間，高于昆侖山的－３℃，除鄂度在－

拉山南北兩側(cè)過渡段屬于高溫不穩(wěn)定和極不穩(wěn)定凍

土之外，中間大部分路段屬基本穩(wěn)定多年凍土．共．７ｋｍ長的隧道穿過了鄂和－玉樹高速公路采用４

拉山，成功繞開了絕大部分多年凍土路段，目前僅有００ｍ長隧道和２ｋｍ左右的路基穿過多年凍土．約９

３１１＋從含冰類型上來看，含土冰層分布在Ｋ１．２．５　紅土坡－Ｋ３８７＋花石峽段不連續(xù)多年凍土（

Ｋ４１１＋０００）０００～

３８７＋０００～該段多年凍土主要分布在Ｋ

Ｋ３９５＋５００和Ｋ３９７＋５００～Ｋ４０５＋５００段，以少冰凍土、多冰凍土為主，局部為富冰凍土路段．天然

．０ｍ左右，路基下多年凍地表下多年凍土上限在３

０ｍ；多年凍土地溫在－１．０～土上限在８～１

－０．５℃之間，屬高溫不穩(wěn)定多年凍土．１．２．６　長石頭山－多欽安克朗連續(xù)多年凍土

４５０～Ｋ３１２＋５００．該路段腐殖層較厚，厚度在１．０～３．０ｍ之間，多年凍土上限約１．３～１．８ｍ，人為上限在２

．５～４．０ｍ，幾乎均位于腐殖土層中．上限以下腐殖土層中的地下冰發(fā)育，體積含冰量在５０％以上，腐殖土層下部的塊石土含冰量較小，主要為包裹冰．富冰、飽冰凍土主要分布在上坡段Ｋ３１３＋７５０～Ｋ３１７＋０００及下坡段Ｋ３２３＋３５０～Ｋ３２４＋０５０，天然上限在２．０ｍ左右．其中，Ｋ３１３＋７５０～Ｋ３１７＋０００段的人為上限為３．５～５．０ｍ，Ｋ３２３＋３５０～Ｋ３２４＋０５０段的人為上限為５．０～７．０ｍ，主要巖性類型為碎石土；其余路段均為少冰和多冰路段，工程地質(zhì)條件較好．１．２．３　姜路嶺段山地多年凍土（Ｋ３４８＋０００～Ｋ３５８

＋０００）

姜路嶺段多年凍土分布在Ｋ

３４８＋６００～Ｋ３５８＋０００段，道路沿線以基巖開挖斷面多見，基巖為風(fēng)化板巖．多年凍土以少冰、多冰凍土為主，局部沖溝路段為富冰飽冰凍土（

Ｋ３４９＋９５０）；多年凍土地溫在－

１～－０．５℃之間，屬不穩(wěn)定多年凍土；天然地面的凍土上限在２

．５ｍ左右，路基下的人為凍土上限在４．０ｍ左右．新建共和－玉樹高速公路采用約２

．９ｋｍ長的隧道通過姜路嶺，但是仍然有近１ｋ

ｍ長隧道位于多年凍土層中，加上隧道兩側(cè)的路基，實際穿越的凍土段總長約３ｋｍ．１．２．４　醉馬灘連續(xù)多年凍土地區(qū)（Ｋ３６７＋０００～

Ｋ３８３＋０００）

醉馬灘Ｋ

３６７＋４００～Ｋ３８２＋６００段分布著連續(xù)多年凍土，巖性主要為亞砂土、礫石．天然地表下多年凍土上限約２

．０～２．５ｍ，路基下多年凍土人為上限約７

．０～９．０ｍ．上限附近富含層狀冰，含冰量普遍超過３

０％，Ｋ３６９～Ｋ３７８段尤為嚴(yán)重．富冰、飽冰凍土、含土冰層等高含冰量凍土為該段多年凍土的主導(dǎo)類型．多年凍土地溫在－

１．０～－０．０℃之間，屬于高溫不穩(wěn)定和極不穩(wěn)定多年凍土．

（Ｋ４１１＋０００～Ｋ４６４＋０００）該段為２

１４國道上最長的一段連續(xù)多年凍土（Ｋ４１７＋２００～Ｋ４６３＋９００），長度達(dá)４６．７ｋｍ．長石頭山－多欽安克朗連續(xù)多年凍土段以高含冰量多年

凍土所占比重較大，富冰（

Ｋ４５７＋５００～Ｋ４６１＋５００）和富冰以上多年凍土長達(dá)３２．６ｋｍ（Ｋ４２１＋０００～

Ｋ４２７＋０００、Ｋ４３３＋０００～Ｋ４５５＋６００），占該段多年凍土總長度的６

９．８％．Ｋ４２１＋０００～Ｋ４３１＋０００多年凍土上限主要在１．５～２．０ｍ之間，Ｋ４１１＋７００～Ｋ４２１＋０００、Ｋ４３２＋０００～Ｋ４５５＋６００多年凍土上限在２

．０～３．０ｍ，年平均地溫在－１．０～－０．５℃之間，屬高溫不穩(wěn)定多年凍土．主要巖性類型均為亞砂土、亞黏土等細(xì)顆粒土，總體凍土工程地質(zhì)條件較差，部分路段極差．其余路段均為少冰和多冰凍土，上限較深，碎石含量較大，年平均地溫在－

０．５～０．０℃，屬高溫極不穩(wěn)定多年凍土．

１．２．７　黃河沿－龍根灘島狀多年凍土（Ｋ４６４＋

０００～Ｋ５６７＋０００）

該段長１

０２．０ｋｍ，從Ｋ４６４＋０００～Ｋ５６７＋０００，其間季節(jié)凍土和島狀多年凍土交替分布，島狀多年凍土主要分布在海拔較高的越嶺段、灘地和沖溝上．越嶺段多年凍土有綿紗嶺段（Ｋ５１２＋２５０～Ｋ５１３＋６００）和小野馬嶺段（Ｋ５３２＋９００～Ｋ５３９＋０００），凍土含冰量較小，以少冰、多冰凍土為主，局部分布有高含冰量凍土，年平均地溫在－０．５℃以上，屬高溫極不穩(wěn)定多年凍土；路基下人為上限約５

．０ｍ，巖性類型主要為少冰或多冰的塊石土和角礫土，工程地質(zhì)條件整體較好．灘地、沖溝型多年凍土分布在黃河沿（

Ｋ４６５＋３００～Ｋ４６７＋８５０）、野馬灘（Ｋ５１９＋６００～Ｋ５３２＋９００）、野牛灘（

Ｋ５３９＋０００～Ｋ５４１＋２００）、野牛溝（Ｋ５４８＋７００～Ｋ５５２＋７００、Ｋ５５７＋０００～Ｋ５６１＋５００）和龍根灘（

Ｋ５６１＋５００～Ｋ５６７＋０００），除龍根

４期陳２１４國道沿線的多年凍土及其工程地質(zhì)條件評價繼等：

�。罚梗�

灘為少冰、多冰凍土之外，其余段落多年凍土的含冰量均在富冰～飽冰之間，天然上限較淺，年平均１．０～－０．０℃之間，屬高溫不穩(wěn)定或極地溫在－

不穩(wěn)定多年凍土，巖性以亞砂土、亞黏土等細(xì)顆粒土為主，凍土工程地質(zhì)條件總體較差．

１．２．８　龍根查依瑪連續(xù)多年凍土（Ｋ５６６＋０００～

Ｋ５７８＋５００）

２．５ｋｍ，以富冰、飽冰多年該段多年凍土長１

凍土為主，局部為含土冰層，地基土主要為亞砂土１．２．１０　清水河段不連續(xù)多年凍土（Ｋ６３８＋０００～

Ｋ６７０＋０００）

６３８～Ｋ６７０長約清水河段多年凍土分布于Ｋ

３２ｋｍ路段中的臺地及河流二級階地，在河灘路段６７０以后無論何種地貌均沒沒有多年凍土存在．Ｋ

有多年凍土存在．按照凍土類型共劃分為６個多年１．３２ｋｍ．其中對公路影響較小的少凍土段，合計１

．５６ｋｍ，占４０．３％；較為嚴(yán)重多冰）凍土路段４冰（

．９９ｋｍ，占２６．４％；特別嚴(yán)重的路段的路段２

夾礫石．天然地表下凍土上限在２

．５ｍ左右，路基下人為上限在４

．０～６．０ｍ之間，年平均地溫在－０．５℃以上，為高溫極不穩(wěn)定多年凍土，凍土工程地質(zhì)條件極差．

１．２．９　查拉坪－巴顏喀拉山－查農(nóng)窮段不連續(xù)多

年凍土（

Ｋ５７８＋５００～Ｋ６２９＋０００）查拉坪－巴顏喀拉山－查農(nóng)窮段不連續(xù)多年凍土穿過２１４國道巴顏喀拉山埡口（海拔４８２０ｍ），沿著扎曲河谷灘地向西南延伸，沿線不連續(xù)多年凍土長５

０．５ｋｍ．查拉坪段（

Ｋ５７８＋５００～Ｋ５９４＋０００），以飽冰凍土和含土冰層為主，天然地表下凍土上限約２．０ｍ左右，路基下凍土上限約４～５ｍ，除北側(cè)過渡段凍土年平均地溫高于－１．０℃之外，其余路段均屬于低溫基本穩(wěn)定多年凍土．

巴顏喀拉山段（Ｋ５９４＋０００～Ｋ６１２＋０００）多年凍土年平均地溫在－

１．５℃左右，屬低溫基本穩(wěn)定多年凍土；Ｋ

５９５＋５００～Ｋ５９６＋５００、Ｋ６１１＋０００～Ｋ６１１＋８００段為含土冰層，其余路段主要為富冰－飽冰多年凍土，天然地表下凍土上限在２．０ｍ左右，人為上限在４

．０～５．０ｍ．查農(nóng)窮段（Ｋ６１２＋０００～Ｋ６２９＋０００）多年凍土類型多樣，少冰、多冰凍土、富冰、飽冰凍土均有分布，凍土工程地質(zhì)條件差異較大．Ｋ

６０６＋４００～Ｋ６０９＋５００富冰凍土段，主要巖性為亞砂土夾礫石，多年凍土人為上限超過３

．０ｍ，凍土工程地質(zhì)條件較差；Ｋ

６２３＋０００～Ｋ６２７＋５００也為富冰凍土段，但由于巖性以細(xì)顆粒土為主，地溫較高，凍土工程地質(zhì)條件較差；Ｋ

６０９＋５００～Ｋ６１２＋０００、Ｋ６１５＋０００～Ｋ６２３＋０００、Ｋ６２７＋５００～Ｋ６２９＋０００為飽冰凍土、含土冰層路段，地溫在－

０．５℃以上，巖性以細(xì)顆粒土為主，凍土工程地質(zhì)條件極差；Ｋ６１２＋０００～Ｋ６１５＋０００為少冰凍土路段，凍土工程地質(zhì)條件較好．

３．７７ｋｍ，占３３．７％．多年凍土天然上限一般為３．０～４．０ｍ，路基下多年凍土人為上限一般為７．０ｍ左右．

Ｋ６４３＋８２０～Ｋ６４５＋９００處于沖洪積山坡臺地

的中部，天然地表下多年凍土上限３

．５～４．０ｍ，上限附近含少量包裹冰、薄層冰，屬于少冰、多冰凍土，路基下多年凍土人為上限約７

．０ｍ．Ｋ６５０＋４２０～Ｋ６５２＋８００為少冰、多冰凍土段，多年凍土天然上限３

．５～４．０ｍ，路基下人為上限７．０～８．０ｍ，凍土上限附近沒有明顯高含冰量土層，８

．０ｍ以下的風(fēng)化泥巖中夾有薄層分凝冰．Ｋ

６５２＋８００～Ｋ６５４＋２００路段處于山梁地帶，大部分路段地表潮濕，多見凍脹草丘，山梁以西道路處于陰坡濕地，

天然地表下多年凍土上限２．０～４．０ｍ，上限附近含冰量較高，腐殖質(zhì)土層較厚的區(qū)域上限較淺，路基下凍土人為上限達(dá)到８

．０ｍ左右．Ｋ６５４＋２００～Ｋ６５４＋８７０為少冰凍土段，道路左側(cè)臨河，右側(cè)緩坡，地表相對干燥，，道路進(jìn)入陽坡路段；Ｋ

６６２＋９１０～Ｋ６６４＋０３０路段處于進(jìn)入清水河鎮(zhèn)的山前斜坡地帶，而該路段富含冰深度約為７

．０～１０．０ｍ，從Ｋ

６６３＋７５０起路塹主要為風(fēng)化基巖，以裂隙包裹冰為主；Ｋ

６６５＋７３０～Ｋ６６９＋５００路段處于出清水河鎮(zhèn)后的二級階地、沖洪積臺地，是多年凍土最為發(fā)育的路段，多處存在含土冰層，富含冰深度集中

在５

．０～１０．０ｍ．在Ｋ

６５２＋５５０、Ｋ６６３＋０００、Ｋ６６７＋３２０處的測溫結(jié)果表明，這些路段多年凍土地溫較高，多年凍土地溫在－

０．５℃以上，均屬于高溫極不穩(wěn)定多年凍土．多年凍土地溫梯度較小，凍土厚度普遍大于２

０ｍ．由于該路段凍土地溫較高，對于含冰量較高的Ｋ

６５２＋８００～Ｋ６５４＋２００、Ｋ６６４＋０００～Ｋ６７０＋０００路段，凍土工程地質(zhì)條件極差．與１０９國道相比，高溫不穩(wěn)定多年凍土占絕大多數(shù)是２

１４國道沿線多年凍土的一個顯著特征．沿線多年凍土年平均地溫除鄂拉山山頂、查拉坪和巴

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　冰　　　川　　　凍　　　土７９４

　　３６卷　

１．５℃左右以外，其他地顏喀拉山埡口段地溫在－

０．５℃或－１．０℃以上．段多年凍土的地溫均在－

由于多年凍土地溫較高，因此沿線凍土的厚度普遍０ｍ以內(nèi)．沖溝型、灘地型多年較小，大部分都在５

１４國道沿線多年凍土的另外一個特凍土發(fā)育是２

征．河卡山島狀凍土區(qū)、多欽安克朗、醉馬灘、野馬灘、野牛灘、野牛溝、龍根灘、龍根查依瑪、黃河沿都屬于沖溝、灘地型多年凍土，累計長度約９０ｋｍ，大部分路段的含冰量較高，主要為富冰、飽冰凍土，并且局部路段存在含土冰層．對上述各多

１４國道實際穿越的年凍土路段進(jìn)行統(tǒng)計后發(fā)現(xiàn)，２

３２．４ｋｍ，凍土路段累計有２新建共和－玉樹高速公

１３．８ｋｍ．路實際穿越的多年凍土路段累計有２

一層次的指標(biāo)中，將重要程度相對大的指標(biāo)放在前

面，相對小的放在后面．當(dāng)系統(tǒng)的控制變量不超過４個時，最多有７種突變形式，分別為尖點突變、燕尾突變、蝴蝶突變、折疊突變、雙曲臍點突變、橢圓臍點突變和拋物臍點突變，其中前４個形式最

［２８－３０］

．為常見，其系統(tǒng)模型如表１所示

表１中，Ｖ（ｘ）為勢函數(shù)，用于描述系統(tǒng)控制變

為狀量和狀態(tài)變量之間的相對關(guān)系、相對位置；ｘ、ｕ、ｖ、ｗ為狀態(tài)變量的控制變量．如果態(tài)變量，ｔ

一個指標(biāo)可分解兩個子指標(biāo)，該系統(tǒng)可視為尖點突變系統(tǒng)，以此類推，分解為３個，可視為燕尾突變系統(tǒng)，分解為３個，則視為蝴蝶突變系統(tǒng)．由于評價指標(biāo)量綱不同，需要用百分比標(biāo)準(zhǔn)化法對指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行無量綱化處理，得到初始模糊隸／Ｃ；對負(fù)指標(biāo)：Ｘ＝屬函數(shù)值．對正指標(biāo)：Ｘ＝Ｓｉｉ

１－Ｓ／Ｃ．其中：Ｘ為初始模糊隸屬函數(shù)值；Ｓ為指ｉｉｉ為指標(biāo)參考值．然后利用歸一公式對標(biāo)實際值；Ｃｉ

初始模糊隸屬函數(shù)值進(jìn)行量化遞歸運算，得到突變．級數(shù)值．其中，各突變模型的歸一公式見表１

最后，根據(jù)“互補”與“非互補”原則，求取系統(tǒng)的總突變隸屬函數(shù)值．當(dāng)一個系統(tǒng)的諸控制變量之間可以相互彌補不足時，遵循“互補”原則，求取諸控制變量對應(yīng)突變級數(shù)值的平均值作為系統(tǒng)的ｘ值；反之，則遵循“大中取小”的“非互補”原則．２．２　建立指標(biāo)評價體系

凍土的工程地質(zhì)性質(zhì)受多種因素共同影響．凍土熱穩(wěn)定性是影響凍土工程地質(zhì)條件的關(guān)鍵因素，凍土熱穩(wěn)定性越高，工程地質(zhì)條件越好．自然環(huán)境由氣溫、植被等多種因素構(gòu)成，即使是同樣的凍土熱穩(wěn)定性，由于自然環(huán)境各要素組合的不同，凍土

１４國道沿對工程影響的抗干擾能力也不同．根據(jù)２線多年凍土路段勘察資料的實際情況，本文構(gòu)建包含凍土熱穩(wěn)定性和自然環(huán)境條件兩個一級指標(biāo)在內(nèi)

的凍土工程地質(zhì)條件評價指標(biāo)體系，然后對兩個一級指標(biāo)繼續(xù)向下分解．二級指標(biāo)包括凍土含冰量、年平均地溫、活動層厚度、年平均氣溫、植被覆蓋

２　評價方法

凍土工程地質(zhì)條件的評價包括定性和定量評價，以上在介紹沿線凍土條件時已經(jīng)對部分路段給予了定性的評價．為了客觀、準(zhǔn)確的評價凍土工程１４國道全地質(zhì)條件，本文嘗試采用突變級數(shù)法對２

線的凍土工程地質(zhì)條件給予定量評價．突變級數(shù)法ｅｎｅＴｈｏｍ創(chuàng)立的，它的理論基礎(chǔ)是由法國數(shù)學(xué)家Ｒ

綜合利用動態(tài)系統(tǒng)的拓?fù)淅碚摰榷喾N數(shù)學(xué)工具，研究系統(tǒng)在連續(xù)變化過程中出現(xiàn)的不連續(xù)現(xiàn)象，是研究由量變引起質(zhì)變的數(shù)學(xué)理論．該方法在環(huán)境評價等科研和生產(chǎn)工作中得到了廣泛應(yīng)用，在凍土研究中應(yīng)用較少，目前僅見到在木里礦區(qū)凍土環(huán)境評價和柴木鐵路沿線多年凍土區(qū)工程地質(zhì)條件評價中的

［２８－２９］２８－２９］

．研究結(jié)果表明［，該方法在凍應(yīng)用研究

土定量評價研究中具有較好的可操作性與較強的實

用性，預(yù)測結(jié)果準(zhǔn)確、客觀．２．１　突變級數(shù)法的評價步驟

根據(jù)評價系統(tǒng)的目的，按照評價系統(tǒng)的內(nèi)在作用機理，對系統(tǒng)進(jìn)行多層次的主次矛盾分解，由評、下層子價總指標(biāo)依次分解到下層指標(biāo)（狀態(tài)變量）

，直到分解為可以量化的指標(biāo)．評指標(biāo)（控制變量）價指標(biāo)確定后，再確定各指標(biāo)的相對重要性．在同

　常用突變模型及相關(guān)公式表１

Ｔａｂｌｅ１　Ｐｏｐｕｌａｒｍｕｔａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｓａｎｄｒｅｌａｔｅｄｔｈｅｉｒｆｏｒｍｕｌａｅ

突變模型疊突變尖點突變燕尾突變蝴蝶突變

控制變量

１２３４

狀態(tài)變量

１１１１

勢函數(shù)

３

Ｖｘ＋ｕｘ（ｘ）＝４２Ｖｘ＋ｕｘ＋ｖｘ（ｘ）＝５３２Ｖｘ＋ｕｘ＋ｖｘ＋ｗｘ（ｘ）＝６４３２Ｖｘ＋ｔｘ＋ｕｘ＋ｖｘ＋ｗｘ（ｘ）＝

１／２

Ｘｕｕ＝

１／２１／３Ｘｕ，Ｘｖｕ＝ｖ＝

１／２１／３１／４Ｘｕ，Ｘｖ，Ｘｗｕ＝ｖ＝ｗ＝

１／２１／３１／４１／５Ｘｔ，Ｘｕ，Ｘｖ，Ｘｗｔ＝ｕ＝ｖ＝ｗ＝

歸一公式

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  本文關(guān)鍵詞：214國道沿線的多年凍土及其工程地質(zhì)條件評價，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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