DOI:10.13379/j.issn.1003-8825.202202015开放科学（资源服务）标识码（OSID）季节冻土区高铁路基保温层稳定作用研究李世龙1，胡赫2,3,4，刘明浩5，牛富俊2,3,5（1.中铁第一勘察设计院集团有限公司，西安710043；2.华南理工大学亚热带建筑国家重点试验室，广州510640；3.华南理工大学土木与交通学院华南岩土工程研究院，广州510640；4.广州市城市建设事务中心，广州510030；5.中国科学院西北生态环境资源研究院冻土工程国家重点试验室，兰州730000）摘要：针对西宁至成都高铁若尔盖湿地段路基工程，基于传热方程、水分迁移方程与力场平衡方程建立季节冻土区高铁路基冻胀的水热力耦合模型，对比分析普通路基和保温路基的温度、水分和位移特征差异。结果表明：保温层有效降低路基的冻胀量，同时减小左右路肩的冻胀量差；保温路基与普通路基的总含水量分布相似，由于保温层将冻结锋面完全阻止在保温层内，其冻深远小于普通路基。关键词：季节性冻土湿地区；高速铁路路基；保温层；冻胀数值模拟；水热力耦合；冻深；含水量；冻胀量中图分类号：U416.1+68文献标志码：A文章编号：1003−8825(2023)01−0001−060引言我国是世界第三大冻土国，冻土分布广泛，季节冻土约占国土面积的53.5%。冬季寒冷气候会使季节冻土区铁路路基产生大的冻胀变形[1]，若处置不当将严重威胁到铁路安全运营。水分、冻胀敏感性土和负温是引起路基冻胀必须同时满足的三个要素，控制其中任何一个均可以抑制路基变形。设置保温层法是在路基中铺设热阻较大的保温层，减小热量传递速率，降低冻深，缓解路基冻胀[2-4]。国内外学者对保温层的使用效果进行了相关研究。CaiDG等[5]进行了季节冻土区高速铁路挤塑式聚苯乙烯（XPS）保温板的保温试验，发现XPS保温板强度高，在铁路的循环荷载下变形小，不会引起轨道的平顺性；温智等[6]通过热传导方程评估了青藏高原多年冻土区铁路路基的保温层铺设效果，得出保温层的位置越靠近地表，路基在冷季保温效果越明显；LiuJK等[7]认为，保温层全幅铺设时，路基宽度越大，其冷却效果越好；许健等[8]采用热弹塑性冻胀模型计算了保温路基的变形和应力分布，结果表明：铺设保温层可以推迟或预防地基土冻结，降低路基冻胀隆起变形；田亚护等[9]分析了哈尔滨至齐齐哈尔客运专线铁路路基在路基顶面和坡面铺设10cm保温层后的温度场，结果表明：保温层起到了预防路基冻害的作用。上述研究分析了保温层抑制路基冻胀的作用机理和效果，也提出了相关参数[10]，...
