冰川冻土论文模板
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淡水并不到处都有
我们的水球
有人说,我们的地球应当叫水球。这是有一定道理的,因为我们生活的这个星球有水,而且71%的表面积被水占着。在宇航员看来,地球是一个蓝色的球,十分璀灿,太阳系家庭中独一无二。地球拥有的水量非常巨大,总量为13.86 亿立方千米。其中,96.5%在海洋里;1.76%在冰川、冻土、雪盖中,是固体状态;1.7%在地下;余下的,分散在湖泊、江河、大气和生物体中。因此可以说,从天空到地下,从陆地到海洋,到处都是水的世界。
惊天动地的水循环
全世界的水是一个有联系的整体。海水在阳光的照射下,不断蒸发,水汽弥漫在海洋上空;一部分水汽被气流带到陆地上空,遇冷就凝结成细小的水滴,变成云,降落到地面就是雨或雪;雨雪水落地后,有的流到洼坑里,有的渗入地下,有的流入小沟,汇进江河,奔向海洋。无数小水滴就是这样一刻不停地在世界上旅游。水循环保证了人类淡水的供应。知道水的循环以后,你就能解释:云的故乡在哪里?为什么江河里日日夜夜总是川流不息?为什么千万年来那么多江河水流进海洋,而海洋不见满溢出来?
淡水在哪能里
地球上的水,尽管数量巨大,而能直接被人们生产和生活利用的,却少得可怜。首先,海水又咸又苦,不能饮用,不能浇地,也难以用于工业。其次,淡水只占总水量的2.6%左右,其中的绝大部分(占99%),被冻结在远离人类的南北两级和冻土中,无法利用,只有不到1%的淡水,它们散布在湖泊里、江河中和地底下。与全世界总水体比较起来,淡水量真如九牛一毛。
气候变化对水文水资源的影响论文
气候变化对水文水资源的影响论文
小时候总是听老人讲从前的雪下得有多深,触及膝盖。这样的体验似乎也只存在于记忆最底层最为薄弱的地方,似有似无,但当你真的查阅资料的时候才确信那真的是鹅毛大雪触及膝盖。小时候总有四季分明的衣服,而现在总有些时候不知是何季节,过年已不是大雪的专宠,也可以是艳阳高照的新欢。没错,气候变了。随着人类工业革命以来,经济水平和生活水平都不断提高,燃烧各种工业原料也越来越多,产生的二氧化碳急剧增加,从而导致了全球变暖的趋势不断加深。气候变化的原因是多样的,有自然循环和人类破坏两个方面的原因。而水资源这一人类的生命之源十分珍贵,我国的水资源总量丰富,但分布十分不均匀,总的来说南方多北方少,沿海多内陆少且我国的降雨量有明显的季节性,这就使得我国的水资源有明显的地域性和时间性。而只有正视当前的气候特征才能更好的分析气候变化带来的水文水资源的变化。
1全球变暖已成为当前最主要的气候特征
全球气候变暖是一种自然现象。由于人类活动产生大量的二氧化碳对来自太阳辐射的可见光具有高度透过性,而对地球发射出来的长波辐射具有高度的吸收性,能强烈吸收地面辐射中的红外线,导致地球温度上升,即温室效应。温室效应随着时间累积导致温度上升,造成全球气候变暖这一现象。这就解释了为什么冬天会越来越暖和,夏天会越来越热,而在20世纪,全球变暖的程度更是超过在过去400-600年中的任何一段时间。跟着全球变暖随之而来的是冰川融化,海平面升高,这必将导致一些沿海国家被淹没。据俄罗斯《独立报》2013年7月31日消息,《美国科学院院报》发表文章称,随着全球变暖海平面升高,美国约1400个城市至2100年或将被淹没。这是根据现有数据做出的预测,而越来越多的地震、洪水、海啸更强有力的说明全球变暖在不断影响着自然世界和人类世界。
2气候变化对自然世界水资源的影响
2.1河川径流对气候的变化的敏感性及地域性
例如北方的河川比南方的河川径流更敏感,干旱地区的河川比湿润地区的河川更敏感。全球变暖后,我国七个流域的年径流量将有三种结果,一种是全国主要江河年径流量都减少,一种是北方径流量减少南方径流量增加,一种是北方径流量增加,南方径流量减少。这三种结果都表现出了我国主要流域的年径流量减少的趋势,无论是哪一种结果,其独特的地域性都将对人类的生产生活产生必要的影响,且这种影响甚至是不可逆的。
2.2全球变暖
全球变暖导致冰川萎缩,导致那些以冰川水补给的河流的年径流量减少,一些内陆河流也面临干涸的困境。随着气候的进一步变化,我国的主要流域将进一步变干或变湿,但变化不会跨出气候带。我国的水资源系对气候变化的敏感区和薄弱区相一致,主要位于淮河及其以北地区,这就表示一旦这些敏感区和薄弱区在全球变暖的趋势下产生不利的影响,我国将损失较多的水资源,而同时水文水资源的系统也将发生变化。
2.3蒸发量加强
全球降水量将在全球变暖的影响下增加,而蒸发量也会因为气候变暖而增加。降水量和蒸发量都增加,这意味着将来的洪涝旱灾的比例将提高,原本就径流量少的河流会因为气候变暖而加速蒸发,原本水量充沛的河流随着降水量的增加将产生洪灾。同时蒸发量增加,河流流量减少,河流的污染程度也将急剧增加,河流污染物和废弃物随着河水温度的上升更容易被分解,进而导致了水质下降。
2.4全球变暖危及自然生态系统,破坏生物多样性
如果全球平均温度增幅超过1.5~2.5摄氏度,全球将有大量的生物物种濒临灭绝。自然植被的地理分布和物种组成也将发生变化,冰川冻土和积雪都将减少,湖泊的水位将下降,海平面升高将影响海岸带和海洋生态系统,这些都是全球变暖下将发生的自然界的变化,而每一种变化都是无法恢复和弥补的。
3气候变化对人类经济社会用水产生的影响
3.1水资源短缺
全球变暖改变了人类赖以生存的水资源系统,加重了缺水地区的用水困难,对人类经济社会产生严重影响。同时气候变暖也影响到农业灌溉,不利于农业的发展,而工业用水和生活用水也大大受到节制。自然灾害增加,通过以上对天然径流的分析可以了解到洪涝旱灾会频发,近些年的一系列自然灾害也证实了气候变暖对人类社会的影响。自然灾害,不仅使得人类的生命财产受到威胁,更使得子孙后代失去了和谐安宁的`生存环境,这对于人类来说将是巨大的惩罚。
3.2海平面上升
海平面上升使得一些沿海国家和地区将被淹没,严重威胁人类的生命和健康。而因为变暖导致的人类生存空间变小,水资源变少,将引发地区冲突甚至战争来抢夺水资源。届时,全球的水资源都将产生翻天覆地的变化,人类经济社会用水量会大大减少,可供开采和利用的水资源更是少之又少,可能真的会应验了那句世界上最后一滴水是人类的眼泪。
4人类活动与气候变化、水文水资源是相互依存的关系
面对气候变化可能到来的水文水资源的变化,人类需要反思,因为在人类、气候、水文水资源这三者的关系中,人类扮演了一个中心角色,即人类活动影响气候变化进而影响水文水资源。虽然一些自然因素也会导致气候变化,但是人类活动对气候变化起了决定性的因素。这意味着未来可能发生的水文水资源变化中,人类活动起了决定性的作用。因此,人类活动与气候变化、水文水资源三者之间是相互依存的关系,三者之间起决定作用的是人类活动。只要科学合理的控制人类活动,全球变暖就不易加速升级,水文水资源的改变也就不至于那么迅速而广大。然而科学合理的控制人类活动不是一件容易的事情,它需要全人类一起努力才有可能做到,它需要国家之间的合作和人与人之间的帮助才能共同达到,它需要我们每一个人的努力才能做到。
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多年冻土地区铁路工程施工技术
摘要: 分析了多年冻土的特性以及多年冻土地区路基工程和桥涵基础工程所采取的设计原则,指出了施工工艺的正确选择是解决路基施工的技术关键,以及桥涵基础中的明挖基础施工技术进行了研究和总结,另外也对多年冻土地区的混凝土的施工工艺作了详细论述。
关键词: 多年冻土 铁路 施工技术
Abstract: In this thesis, it is discussed such as the characteristics of permafrost, primary engineering geology questions, design's principle, style of the roadbed and foundation under bridge engneering. The practice proves that it is important to choose of construction technics in the roadbed engineering. it is made study of conventional excavation of cutting, in addition, concrete construction is mentioned.
Keywords: Permafrost Roadbed; Railway ; Construction Technology
多年来国内外在多年冻土地区修筑铁路有成功的经验,也有失败的教训,但都在不同程度上推动了人们对冻土问题的研究,加深了人们对冻土性质的认识。在我国有很多地区都是冻土地区,西藏自治区地处我国西南边疆,面积占全国国土的八分之一,是我国唯一一个不通铁路的省区,青藏铁路作为沟通西藏、青海与内地联系的重要通道,对加强北京和内地与西藏的联系、促进西藏各民族与内地各兄弟民族间的交往、增进各民族的团结、促进社会的发展、提高人民的生活水平、保持社会稳定、维护祖国统一、实施国家西部大开发战略具有极其主要的政治和经济意义。本文分析了多年冻土的特性以及多年冻土地区路基工程和桥涵基础工程所采取的设计原则,指出了施工工艺的正确选择是解决路基施工的技术关键,以及桥涵基础中的明挖基础施工技术进行了研究和总结,另外也对多年冻土地区的混凝土的施工工艺作了详细论述。
1 多年冻土的特性及其对铁路施工的影响
冻土是一种有其特殊性的土体,冻土的特殊性在于冻土的物理特性与稳定密切相关,对温度变化极为敏感且性质不稳定。冻土还与土中含冰量有关,而含冰量又直接与温度有关,它随着温度的升高而减少,造成冻土的力学特性发生巨大变化。冻土在正负温度交替变化过程中水分产生剧烈的相变,伴随产生土体体积的变化,表现在工程建设中就是冻胀和融沉变形。多年冻土具有的流变性、融沉性和冻胀性对铁路建设影响严重。
由多年冻土引起的特殊工程地质问题,主要有融沉、冻胀和冰椎、冻胀丘、融冻泥流、热融滑坍、热融湖塘、沼泽湿地、厚层地下冰等不良地质现象。融沉是指多年冻土融化,使建在多年冻土区的建筑物地基变形和破坏,主要表现为路基下沉、路基向阳侧边坡和路肩开裂及下滑、路堑边坡溜塌等。冻胀是土体冻结时产生的最重要的物理一力学过程,是因为水由液体变成了固体,体积膨胀增大而产生的,表现为地表的不均匀升高变形。伴随土的冻胀,在建筑基础表面将作用冻胀力,从而产生冻胀变形,严重时将引起建筑物的破坏。在诸多不良冻土地质现象中,对温度变化最为敏感且对铁路路基的修筑影响最大而且不容易绕避的主要是厚层地下冰,其融化时产生大的下沉量会引起工程建筑物的严重变形和破坏。
2 多年冻土地区路基工程施工原则
对于路基施工而言,保护冻土,控制融化,破坏冻土原则是路基施工应该遵从的原则。
(1)保护冻土原则指应用该原则设计、施工的路基在规定的使用年限内,能保持其热稳定性。即人为上限始终控制在指定的深度范围内,保持其下卧多年冻土的冻结状态。
(2)控制融化原则是指在设计使用年限内允许所设计的路基基底(或边坡)多年冻土逐渐完全融化或产生局部融化,而且经融化下沉变形量计算,可以将融化速率和深度控制在路基稳定性所允许的变形范围之内。
(3)破坏冻土原则是指在设计文件中规定在施工过程中将基底(或边坡)多年冻土融化或清除(全部或达到设计深度),并将融化后的水份疏干。
3 多年冻土地区的桥涵基础施工技术研究
多年冻土地区桥涵地基的设计主要要注意保持冻结,允许融化两大原则。桥涵基础施工的重点是拼装式基础施工和现浇基础施工。基础拼装是工序中的一项重点与难点,为了有效的控制基础拼装的正确就位与平整度要求,施工中应着重从以下方面着手:
(1)采用人工配合汽车吊拼装,从入口端开始依次拼装成型;
(2)拼装前放出基础的轮廓尺寸,并在构件上标出中心线及吊装顺序的编号,以确保基础的正确就位;
(3)垫层顶面严格找平,以确保基础均匀受力,同时做到基础的顶面高差满足设计要求;
(4)拼装过程中,为了精确控制基础块的正确就位,技术人员采用经纬仪现场控制每一基础块的就位;
(5)为了保证涵节拼装的顺利进行,在基础拼装完成后立即按设计与规范要求进行沉降缝的施工。
高原多年冻土区现浇涵洞基础施工与内地普通涵洞的施工方法基本类似,我项目队施工时采用在搅拌站集中拌合,利用运输罐车运至现场,主要不同点表现在以下几个方面:
(1)多年冻土区明挖勘姻赌然溅吐觉佣的剧田显早强耐久吐混凝土。
(2)在水泥方面则选用了水化热较小的水泥。
(3)对混凝土拌合物的入模温度控制较严。为了有效控制其入模温度,要求现场有试验人员进行旁站,并对混凝土拌合物的温度进行严格测量。对拌合物温度达不到要求的,则要求调节水温重新拌合。为了保证砂石料拌合前的温度要求,在寒季施工时,混凝土拌合站搭设有暖棚,并在暖棚内生有火炉,对暖棚内的温度做到严格控制,并及时做好记录。
(4)对混凝土的养护要求较严格。当混凝土浇注完毕后,便及时采取防风防冻措施,采用蓄热法养护,待混凝土达到一定的抗冻强度后(七天左右)才能拆除模板。
另外,在涵洞基础沉降缝施工完成并检查合格后进行基坑回填,填料采用粗颗粒土,回填前对基础四周侧壁混凝土面按设计要求涂上防冻胀渣油,并采用平板振动夯进行分层夯实。
4 多年冻土地区混凝土施工技术研究.
多年冻土地区铁路施工多是在一些高原地带,这些地方的一些地段的河流中存在有害离子的侵蚀,部分路段还面临着强烈的风沙磨蚀。在这样特殊的环境下,对混凝土的低温硬化能力和耐久性能提出了更高的要求。低温早强耐久混凝土就是在这种特殊的环境下应运而生的一种高性能混凝土。它具有低温早强、耐腐蚀、高抗冻、高抗渗等高耐久性能,另一特点是早期强度高,后期强度不损失。负温达到极限时,混凝土也基本冻结,强度停止增长,但气温回升时,水泥颗粒继续水化,混凝土强度继续增长。混凝土灌注后,采取适当的加热和保温覆盖措施,较适用于低温环境下的施工。
(1)原料的选用
拌制低温早强耐久混凝土所用的原材料应符合寒季施工的要求。水泥优先采用普通硅酸盐水泥和硅酸盐水泥。硫铝酸盐水泥不得与硅酸盐水泥或石灰等碱性材料混和使用。硫(铁)铝酸盐水泥适用于钢筋混凝土现浇细薄截面结构、装配式结构的接头和孔道灌浆。不得使用矾土水泥(高铝水泥)。拌制混凝土用骨料应清洁,不得含有冰、雪、冻块及其它易冻裂物质。
(2)试配
对低温早强耐久混凝土来说,耐久性要求是其设计的依据。因而需要根据混凝土使用部位及地质条件、原材料情况、最小胶凝材料用量、使用环境温度、最大水胶比、拌合物和易性要求等具体情况选定。
(3)拌制过程控制
耐久混凝土应集中拌和、集中供应,禁止分散拌和。试验室在每次开盘前应提供当次的施工配合比,搅拌站工作人员应严格执行。拌制设备宜设在温度不低于10℃的暖棚内,拌制混凝土前及停止拌制后应用热水冲洗拌和机。
用于低温早强耐久混凝土的外加剂大都是引气剂,掺量过多会大幅降低混凝土的强度引起工程事故,掺量过少则不能发挥外加剂应有的性能。因此,在外加剂的计量上我们设专人负责,在混凝土拌制前事先称量配制并分袋装好。如果使用液体外加剂应随时测定溶液温度,并根据温度变化测定溶液浓度,这样既能保证称量准确又提高了混凝土拌制的工作效率。
(4)混凝土浇注
在浇注混凝土前,地基基础表面应予清理,并应采取防、排水措施,将模板内的杂物和钢筋上的油污等清除干净,模板应设置稳固,能够满足混凝土侧压力的要求,当模板有缝隙和孔洞时,应予堵塞,不得漏浆。
浇注混凝土应分层进行。其分层厚度(指捣实后厚度)应根据混凝土拌制能力、运输条件、浇注速度、振捣能力和结构要求等条件决定。浇注对冻土层有直接影响的混凝土结构时,混凝土的入模温度宜控制在2-5℃,浇注在低温或负温下养护且不与冻土层直接接触的混凝土结构时,混凝土的入模温度宜控制在5-10℃。
混凝土浇注应连续进行,当因故间隔时,其间隔时间应根据环境温度、水泥性能、水灰比和外加剂类型等条件通过试验确定。当允许时间己超过时,应按浇注中断处理,同时应留置施工缝,并作记录。施工缝的平面与结构的轴线相垂直,施工缝的处理应满足规范要求。
结论
多年冻土地区修建铁路工程技术难度大,意义深远。本文进行了多年冻土地区的铁路施工技术研究:要在施工中严格按规范和设计图施工,严格执行环境保护措施。多年冻土地区施工有效工期短,多年冻土非常娇贵,稍有破坏后果很难设想,因此要快速施工,保护冻土上限不被改变是路基施工的关键。另外也对多年冻土地区的混凝土的施工工艺作了详细论述。冻土路基的稳定问题仍需要进一步进行研究和探讨。
参考文献
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