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第 24 卷 　第 5 期 冰 　川 　冻 　土 Vol. 24 　No. 5 　　　　　　　 　　　　　　　 2002 年 10 月 JOURNAL OF GLACIOLO GY AND GEOCR YOLO GY Oct. 2002 文章编号 (2002) 寒区水库土石坝护坡防冰冻破坏技术及应用 1 1 , 2 1 孙江岷 , 　汪恩良 , 　于雪梅 ( 1. 黑龙江省水利科学研究院 , 黑龙江 哈尔滨　150080 ; 2. 哈尔滨工业大学 土木工程学院 , 黑龙江 哈尔滨　150006) 摘 　要 : 寒冷地区水库土石坝护坡 , 冬季受冰冻作用 , 普遍发生严重破坏. 这种破坏主要是由护坡基土 残余冻土层冻胀、冰推力及冰层弯矩等共同作用造成的. 在分析破坏机理及过程的基础上提出削减和 抵抗冰冻坡坏作用的结构型式和设计计算方法. 关键词 : 基土冻胀 ; 冰推力 ; 冰层弯矩 ; 埋石砼 中图分类号: P642. 14 文献标识码 : B 　　黑龙江省地处中高纬度地区、封冻期半年左 胀受到冰层与护坡间冻结的约束 , 此时护坡对冰层 右. 多年平均气温一般变化在 - 5～4 ℃之间 , 极端 作用以冻结力 , 冰层对护坡作用以冰推力. 冰推力 ( ) 产生冰层对护坡的破坏作用. 最低气温 - 523 ℃漠河 . 冻土深一般变化在 15 ～30 m , 最大冻深达 4 0 m. 水库冰厚一般变化在 1 . 3 　冰层弯矩作用 10～15 m 之间 , 最大冰厚达 305 m. 冬季 , 当水库封冻后库水位发生变化时 , 冰层 1 　护坡破坏的主要因素 会对护坡产生冰层弯矩 , 严重时产生破坏作用. 当水库水位上升时 , 远处冰层随库水位上升而 寒区土石坝护坡破坏主要由基土残余冻土层冻 上升 , 当库水位下降时 , 远处冰层随库水位下降而 胀作用、冰层冰推力作用、冰层弯矩作用 3 个主要 下沉 , 因护坡处冰层与护坡原已冻结在一起 , 冰层 破坏因素作用的结果. 此外还有风浪、人为和结构 对护坡产生弯矩作用. 上的原因. 2 　护坡结构型式 1 . 1 　护坡基土残余冻土层冻胀作用 从工程结构上分析 , 多数水库土石坝护坡的工 经过对现有不同类型护坡结构型式调研得知 : 程结构层的下面 , 尚存在着残余冻土层. 残余冻土 过去黑龙江省曾广泛采用的干砌石护坡、水泥砂浆 层是当地最大冻土深度 H d 扣去护坡工程结构层厚 灌缝的干砌块石护坡、浆砌石护坡均不适用于寒 度 d 的剩余厚度 Cd : 区. 这些护坡均不能抵御基土不均匀冻胀、冰推 　　　Cd = H d - d ( 1) 力、冰层弯矩作用. 经调研 , 11 座水库土石坝护坡 在黑龙江省调研的 11 座水库土石坝护坡 , 平 破坏的占调研总数的 545 %. 均工程结构厚度占当地最大冻深的比为 49 6 % , 平 研究认为 , 在寒区土石坝护坡工程中建议采用 均残余冻土层厚度值达 96 cm. 残余