凍土區
凍土區
凍土層,又稱凍原或苔原,在自然地理學指的是由於氣溫低、生長季節短,而無法長出樹木的環境;在地質學是指零攝氏度以下,並含有冰的各種岩石和土壤。一般可分為短時凍土(數小時、數日以至半月)、季節凍土(半月至數月,至夏季全部融化)以及多年凍土(凍結時間達數年至數萬年以上),凍土層處於水的結冰點以下超過兩年的狀況,稱為永久凍土(Permafrost)。地球上多年凍土、季節凍土和短時凍土區的面積約佔陸地面積的50%,其中,多年凍土面積占陸地面積的25%,俄羅斯和加拿大近一半的領土都是凍土層,阿拉斯加有85%的土地都是凍土層,赤道附近的乞力馬扎羅峰頂也發現有多年凍土。
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凍土是一種對溫度極為敏感的土體介質,含有豐富的地下冰,凍土中有一定數量的未凍水存在。不含冰的岩土稱為寒土。因此,凍土具有流變性徠,其長期強度遠低於瞬時強度特徵。正由於這些特徵,在凍土區修築工程構築物就必須面臨兩大危險:凍脹和融沉,凍脹是因為凝結的冰塊非常堅固,膨脹的冰塊將土頂上來,並形成大土包。中國的青藏鐵路全長1956公里,其中有長達550公里的地段需要通過凍土層,其中風火山隧道全部位於永久凍土層內,另外還有長達111公里的“片石層通風路基”。工程師需要透過多種方法如:石氣冷、碎石護坡、以橋代路、熱棒降溫等方式使凍土層的溫度穩定,以避免因為凍土層的轉變而使鐵路的路基不平,防止意外的發生。中國專家指出,青藏鐵路的凍土區使用了“熱棒”技術,所謂的熱棒是一根根中空密閉的鋼管,直徑約15厘米,高約2米,裡面注入氨水(應為:液氨),並將熱棒的一部份埋入地下,由於上下的溫差會讓氨水(應為:液氨)變成氣體上升,帶走熱量,可用以降低凍土的溫度,到了夏季,熱棒則停止工作。2005年10月12日青藏鐵路全線貫通,凍土層行車時速為100公里。