青藏铁路冻土路基合理路堤高度研究

第 2 7卷 ,第 5期　　　　 　　　　　中 国 铁 道 科 学 Vol127 No15 　 2 0 0 6 年 9 月　　　　　　　　 　CHINA RA IL WA Y SCIENCE September , 2006 　 文章编号 : 100124632 (2006) 0520028207 青藏铁路冻土路基合理路堤高度研究 张建明 , 章金钊 , 刘永智 (中国科学院 寒区旱区环境与工程研究所冻土工程国家重点 实验室 17025实验室iso17025实验室认可实验室检查项目微生物实验室标识重点实验室计划 , 甘肃 兰州 　730000) 　　摘 　要 : 从反映冻土路基热稳定性的路堤临界高度出发 , 结合青藏铁路冻土路基试验工程 , 对青藏高原冻 土路基的合理路堤高度进行现场试验研究及数值模拟研究。现场试验结果表明 : 路基下冻土人为上限的变化与 路堤高度呈非线性关系 , 路堤高度太小或太大都会造成路基下多年冻土上限的下降。数值计算结果表明 : 在相 同年平均地温条件下 , 路基下冻土的人为上限随路堤高度的增大而上升 , 随路基运行时间的增长而下降 ; 当路 堤高度大于一定数值时 , 在路堤建成的第 1 个寒季过后 , 路堤内会残留融化夹层 , 并且融化夹层的厚度随路堤 高度的增加而增大 ; 年平均地温分别为 - 013 , - 015 , - 110 , - 115 , - 210 ℃条件下 , 路堤的下临界高度分别 为 618 , 412 , 111 , 016 , 015 m ; 上临界高度分别为 314 , 314 , 319 , 411 , 414 m。路堤临界高度存在的年平均 地温临界值约为 - 016 ℃。 　　关键词 : 青藏铁路 ; 冻土路基 ; 路堤 ; 临界高度 ; 现场试验 ; 数值模拟 　　中图分类号 : TU445 : U213111 　　文献标识码 : A 　收稿日期 : 2005212215 　基金项目 : 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所知识创新工程项目 (2004104) ; 中国科学院知识创新工程重要方向性项目 ( KZCX32 SW2351) ; 中国科学院知识创新工程联合资助重大项目 ( KZCX12SW204) 　作者简介 : 张建明 (1963 —) , 男 , 陕西汉中人 , 研究员 , 博士。 　　在多年冻土地区进行道路工程建设 , 改变了原 天然地表与大气之间的热量平衡条件 , 使路基下天 然季节融化层的深度发生变化。大量的现场观测资 料表明 : 对零断面或较低路堤 , 由于表面性状的改 变 , 可使夏季的吸热量明显增大 , 致使人为上限的 深度超过了路堤高度与天然上限之和 , 于是路基下 多年冻土上限开始下降。对于稍高的路堤 , 即使在 夏季施工 , 由于多年冻土地区存在着冬季的冻结深 度大于夏季融化深度的能力 , 从而有可能使冬令期 的回冻深度大于路堤高度与天然上限之和 , 于是形 成衔接的冻土层 , 但来年的融化深度却小于路堤高 度与天然上限之和 , 因而冻土上限开始上升 , 形成 冻土核。随着路堤高度的继续增大 , 当路堤内夏季 的吸热量超过了冬季的潜在冻结能力时 , 就会在堤 体或基底土层内残留融化夹层 , 形成融化核 , 并导 致路基下多年冻土上限的持续下降[ 1 —4 ] 。路基工程 设计中 , 为了利用季节融化层作为路基基底 , 防止 多年冻土上限附近高含冰量土层发生融化 , 要求最 低的路堤高度不致引起天然上限下降 , 这个最低的 路堤高度称为下临界高度。同时 , 最高的路堤高度 又不会在堤体或其基底土层内形成融化夹层 , 这个 最高的路堤高度称为上临界高度。因此 , 下临界高 度和上临界高度构成了评价冻土路基热稳定性的 2 个指标[ 5 —7 ] 。 1 　现场试验研究 　　为了研究多年冻土地区路堤合理高度问题 , 在 青藏高原北麓河地区进行青藏铁路厚层地下冰地段 冻土路基合理路堤高度的现场试验研究。主要研究 内容 财务内部控制制度的内容财务内部控制制度的内容人员招聘与配置的内容项目成本控制的内容消防安全演练内容 为不同路堤高度测试断面的地温监测 , 研究的 主要目的是通过对冻土路基温度场及路基下冻土人 为上限变化规律的分析 , 确定冻土上限变化与路堤 高度的关系 , 提出铁路路基的合理路堤高度。 11 1 　试验工程概况 冻土路基合理路堤高度试验段位于 D K1136 + 755 —D K1136 + 800 , 长度 45 m。共设 3 个测试断 面 , 分 别 是 D K1136 + 755 , D K1136 + 775 , D K1136 + 800 , 其路堤高度分别为 310 , 412 , 514 m。测试元件的布设 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 为 : 分别在路基中心、两 侧路肩及天然地表布设 4 个测温孔。路基中心孔深 度为 25 m , 左路肩 (阳坡) 孔深为 20 m , 右路肩 (阴坡) 孔深为 10 m , 天然地表孔深为 18 m。左 路肩孔路面以下 0～15 m 测温探头的间隔为 015 m , 15～20 m 的探头间隔为 1 m , 其余孔内探头间 隔均为 015 m。在相同温度监测剖面位置 , 分别在 两侧路肩的路基表面、路基基底及原天然上限附近 布设 6 个路基变形监测点 , 如图 1 所示。 图 1 　合理路堤高度试验段典型断面测试元件布设情况 (单位 : m) 　　测试断面的测温探头采用热敏电阻 , 用高精度 数字式万用电表现场量测其电阻值 , 然后根据室内 标定的回归方程换算出各测点的温度 , 精度为 0105 ℃。路基变形监测采用沉降板 , 用高精度数 字式电子水准仪直接测量其相对于现场水准点的高 程变化 , 精度为 3 mm。观测的频率均为 1 次/ 10 d。本试验段已获得 2001 年 9 月 —2004 年 12 月 共 4 个冻融循环比较完整的地温观测资料。根据天 然孔测温资料 , 该试验段冻土的年平均地温为 - 015～ - 110 ℃。 11 2 　试验结果分析 根据 4 个融化季节的地温观测资料 , 得出该试 验段及相邻试验段共 8 个测试断面路基中心孔的冻 土上限及其变化值 , 见表 1。由表中可以看出 , 虽 然所有测试断面路基中心孔的上限深度均大于施工 前 (2001 年) 的天然上限 , 但由于采取了修筑路 堤、保温护道等保护多年冻土的工程措施 , 其人为 上限均有所上升 , 升高的幅度为 013～117 m。同 时 , 由表中还可以看出 , 路基施工前后冻土上限上 升的幅度并不随路堤高度的增加而增大。相反 , 路 堤高度越大冻土上限上升的幅度越小。由此可见 , 从保护多年冻土的原则考虑 , 的确存在一个合理路 堤高度的问题 , 路堤高度过大反而会造成路基下多 年冻土上限的下降。 表 1 　路基中心孔冻土上限变化特征 断面位置 路堤高度/ m 上限深度/ m 2001 年 2002 年 2003 年 2004 年 上限变化/ m 2002 年 2003 年 2004 年 D K1136 + 520 219 21 2 415 41 4 41 5 + 01 6 + 01 7 + 016 D K1136 + 540 415 21 0 515 51 5 51 5 + 11 0 + 11 0 + 110 D K1136 + 580 510 11 9 615 61 5 51 5 + 01 4 + 01 4 + 114 D K1136 + 600 410 11 9 419 41 8 41 2 + 11 0 + 11 1 + 117 D K1136 + 620 312 11 9 411 31 9 31 5 + 11 0 + 11 2 + 116 D K1136 + 755 310 21 0 414 41 3 31 7 + 01 6 + 01 7 + 113 D K1136 + 775 412 21 0 610 51 9 51 9 + 01 2 + 01 3 + 013 D K1136 + 800 514 21 3 714 71 4 71 4 + 01 3 + 01 3 + 013 　　通过整理分析表 1 中冻土上限与路堤高度的关 系可以发现 , 路基中心孔的上限深度与路堤高度具 有良好的对应关系 (见图 2) , 冻土的人为上限深 度随路堤高度的增加呈线性增大趋势 , 并且人为上 限深度增加的幅度大于路堤高度增加的幅度 , 其比 率为 1 ∶112。同时 , 冻土上限变化值与路堤高度 呈非线性变化关系 (见图 3) 。由此说明 , 路堤高 度过大必然会引起路基下冻土上限的下降。从目前 获取的观测资料来看 , 该地区合理的路堤高度应为 215～510 m。路堤高度太大或太小都会造成路基 下多年冻土上限的下降。 图 2 　路基下冻土人为上限与路堤高度的关系 图 3 　路基下冻土上限变化与路堤高度的关系 2 　数值模拟研究 　　大量的研究结果表明 , 冻土路基的临界路堤高 度除了受路基表面的热学性状、路堤填土和基底土 92第 5 期 　　　　　　　　　　　　　　　　青藏铁路冻土路基合理路堤高度研究 层的岩性、水分等内部因素控制以外 , 还与路基所 处位置的环境、气候等外部条件以及路基的设计使 用年限有关 , 尤其与当地的年平均气温密切相 关[8 —13 ] 。由于现场试验研究受人力、物力等各种 条件的限制 , 不可能对这些问题进行全面而深入的 分析 , 因此针对这类问题必须开展大量的数值模拟 研究。为了确定冻土路基在不同年平均气温、不同 设计使用年限条件下的临界路堤高度及路堤临界高 度存在的年平均气温条件 , 对冻土路基在不同年平 均气温条件下的温度场进行二维有限元非稳态数值 分析 , 得出路基设计使用年限内路堤上、下临界高 度随年平均气温的变化规律 , 并给出铁路路堤临界 高度存在的年平均气温临界值。 21 1 　控制方程及计算区域 众所周知 , 在冻土路基温度场计算中 , 当仅考 虑介质的热传导、冰水相变而忽略热对流及其他作 用 , 并认为未冻水含量仅是温度的函数时 , 路基断 面内温度场的分布可用如下伴有相变问题的二维热 传导微分方程描述[14 ] : 　　ρC 5 T5 t = 55 x λ 5 T5 x + 55 y λ 5 T5 y (1) 　　C = 　 Cu ( T > Tp ) Cf + Cu - CfTp - Tb ( T - Tb ) + 　 L(1 + W ) 5 W t5 T ( Tb ≤ T ≤ Tp ) Cf ( T < Tb ) (2) 　　λ = 　 λu ( T > Tp ) λf + λu - λfTp - Tb ( T - Tb ) ( Tb ≤ T ≤ Tp ) λf ( T < Tb ) (3) 式中 : ρ为土的天然容重 , kg ·m - 3 ; C 为土的视 比热 , J · (kg ·K) - 1 ; Cu , Cf 分别为融土及冻土 的比热 ; λ为土的视导热系数 , J · ( m ·h · K) - 1 ; λu , λf 分别为融土及冻土的导热系数 ; L 为 水的相变潜热 , J ·kg - 1 ; W , W i 分别为冻土的总 含水量及含冰量 ; Tp , Tb 分别为冻土剧烈相变区 的上、下界温度值 , ℃; T 为温度 , ℃; t 为时间 , h ; x , y 为空间变量 , m。 参照现场实际情况 , 计算模型中路面宽度取 10 m , 路堤边坡坡率取 1 ∶115 , 路基两侧计算宽 度为路堤坡脚各向外延伸 30 m , 计算深度为天然 地面以下 30 m。根据青藏铁路北麓河试验段典型 钻孔资料[15 ] , 计算区域按土的岩性分为 5 层 : 卵 石土 (路堤填土) , 碎石亚砂土 (0～015 m) , 砾 砂 (015～210 m) , 亚粘土 (210～810 m) , 砂岩 夹泥岩 (810～30 m) 。如图 4 所示。 图 4 　冻土路基温度场计算区域图 (单位 : m) 21 2 　边界条件及初始条件 根据青藏高原多年观测资料及“附面层”原 理[16 ] , 计算区域的上边界温度条件可以表示为如 下的三角函数形式 : 　　 T = T0 +αt + A sin 2πt8 760 + π 2 式中 : T0 为下附面层底的年平均地温 , ℃; α为未 来 50 年内由全球升温引起的上边界年平均温度的 增温率 ; t 为路基的运行时间 , h ; A 为上边界温 度的年振幅 ; π/ 2 为计算的初始相位 (对应一年中 上边界温度最高的时刻) 。 根据最近的研究结果[17 ,18 ] , α = 0102 ℃/ 8 760 h ; 对天然地表 , A = 1115 ℃; 对路堤表面 , A = 1415 ℃。根据青藏高原多年冻土地区年平均 地温的变化范围 , 分别取天然地表的 T0 为 - 013 , - 015 , - 110 , - 115 , - 210 , - 21 5 , - 310 ℃。 按照“附面层”原理 , 对应路堤表面 T0 的取值见 表 2。 表 2 　上边界条件的年平均温度取值 ℃ 气温 天然地表 路堤边坡 砂砾路面 - 218 - 01 3 11 2 11 2 - 310 - 01 5 11 0 11 0 - 315 - 11 0 01 5 01 5 - 410 - 11 5 01 0 01 0 - 415 - 21 0 - 01 5 - 01 5 - 510 - 21 5 - 11 0 - 11 0 - 515 - 31 0 - 11 5 - 11 5 附面层总增温 21 5 41 0 41 0 　　根据青藏高原北麓河气象站 60 m 深钻孔测温 03 中 　国 　铁 　道 　科 　学 　　　　　　　　　　　　　　　　　　第 27 卷 资料 , 天然地表以下 30 m 处地温梯度的平均值为 0103 ℃·m - 1 , 故以此作为计算区域的下部边界 条件。考虑到路基两侧选取的计算宽度较大 , 且模 型以路堤中心线为对称 , 故可取其一半进行计算 , 并将计算区域的两个侧面设为绝热边界 , 如图 5 所 示。 　　初始条件的选取是以α= 0 时的天然地表为上 边界 , 计算 100 年后天然场地的温度场 , 并以此作 为计算区域天然地表以下土层的初始温度。同时 , 从安全的角度考虑 , 路堤填土的初始温度取为一年 中天然地表的最高温度。 21 3 　土层的热物理 参数 转速和进给参数表a氧化沟运行参数高温蒸汽处理医疗废物pid参数自整定算法口腔医院集中消毒供应 根据现场实测及有关参考资料[19 ] , 将计算中 所需各土层的热物理参数归纳为表 3。土层的视比 图 5 　计算区域边界条件示意图 热是根据不同温度区间内土中未冻水含量或结冰 率 , 考虑水的相变潜热通过计算而得出的等效比 热 , 见表 4。 表 3 　土层的热物理参数 岩性 深度/ m 干容重/ (kg ·m - 3) 含水量/ % 导热系数/ [J ·(m ·h ·K) - 1 ] 冻土 融土 比热/ [J ·(kg ·K) - 1 ] 冻土 融土 卵石土 路堤填土 2 060 6 5 040 4 140 707 862 碎石亚砂土 01 0～01 5 1 800 15 6 552 5 760 977 1 266 砾砂 01 5～21 0 1 900 10 9 405 6 897 810 1 044 亚粘土 21 0～81 0 1 600 30 7 632 5 112 1 222 1 608 砂岩夹泥岩 81 0～301 0 1 800 15 6 552 5 760 982 1 272 表 4 　土层的视比热值 J · (kg ·K) - 1 温度/ ℃ 岩性 卵石土 碎石亚砂土 砾砂 亚粘土 砂岩夹泥岩 　201 0～010 86117 1 266 1 044 1 608 1 272 　01 0～ - 012 62 405 　 66 718 99 886 130 278 1 267 - 01 2～ - 015 9 060 　 30 344 14 212 35 903 39 562 - 01 5～ - 110 3 497 　 18 693 5 278 11 864 16 080 - 11 0～ - 210 2 156 　 5 572 3 126 6 678 6 160 - 21 0～ - 310 1 004 　 3 362 1 278 6 640 3 658 - 31 0～ - 510 974 　 1 776 1 231 2 702 2 364 - 51 0～ - 101 0 820 　 1 152 993 1 737 1 476 - 101 0～ - 201 0 　 707 　 977 810 1 222 982 21 4 　计算结果及分析 将上述边界条件、初始条件及土层的热物理参 数代入模型中 , 利用有限元分析软件 MSC1 Marc 进行计算。首先得出不同年平均地温条件下冻土的 天然上限深度 , 然后根据不同路堤高度条件下路基 中心位置在设计使用年限末 (50 年) 的人为上限 深度 , 得出不同年平均地温条件下冻土人为上限的 变化值与路堤高度的关系 , 如图 6 所示。由图中可 以看出 , 路基下冻土的人为上限随年平均地温的降 低及路堤高度的增大而上升。 图 6 　铁路路基下冻土人为上限变化与路堤高度的关系 13第 5 期 　　　　　　　　　　　　　　　　青藏铁路冻土路基合理路堤高度研究 　　计算结果同时显示 , 当路堤高度大于一定数值 (一般为 4～5 m) 时 , 在路堤修筑当年的冬令期过 后 , 路堤内会残留融化夹层 , 并且融化夹层的厚度 随年平均地温的升高及路堤高度的增加而增大 , 见 图 7。 图 7 　路堤内融化夹层厚度与路堤高度的关系 21 5 　路堤临界高度的确定 根据下临界高度的定义 , 以设计使用年限内路 基下冻土的人为上限与天然上限相比不致下降作为 判定标准 , 由图 6 中各条曲线与 x 轴的交点可以得 出不同年平均温度条件下路堤的下临界高度 , 见表 5。 表 5 　不同年平均温度条件下路堤的下临界高度 年平均气温/ ℃ 年平均地温/ ℃ 下临界高度/ m - 21 8 - 013 61 8 - 31 0 - 015 41 2 - 31 5 - 110 11 1 - 41 0 - 115 01 6 - 41 5 - 210 01 5 - 51 0 - 215 - - 51 5 - 310 - 　　按照上临界高度的定义 , 以路堤建成的第 1 个 寒季过后路堤内是否残留融化夹层作为判别标准 , 将图 7 中的曲线进行二次多项式回归 , 并计算其与 x 轴的交点可以得出不同年平均温度条件下路堤的 上临界高度 , 见表 6。 表 6 　不同年平均温度条件下路堤的上临界高度 年平均气温/ ℃ 年平均地温/ ℃ 上临界高度/ m - 21 8 - 013 31 4 - 31 0 - 015 31 4 - 31 5 - 110 31 9 - 41 0 - 115 41 1 - 41 5 - 210 41 4 - 51 0 - 215 - - 51 5 - 310 - 21 6 　临界高度的存在条件 最新研究结果表明 , 路堤临界高度的存在条件 主要与当地的年平均气温有关[13 ] 。为此 , 以路堤 上、下临界高度随年平均气温变化的关系为限制条 件 , 其交点处对应的气温即为路堤临界高度存在的 年平均气温临界值[ 7 ] , 如图 8 所示。由图可见 , 路 堤临界高度存在的年平均气温临界值约为 - 311 ℃。 图 8 　铁路路堤上、下临界高度随年平均气温的变化关系 3 　结论及建议 1) 修筑路堤对路基下多年冻土的生存和发育 条件具有非常明显的影响。现场试验结果表明 , 路 基下冻土人为上限深度随路堤高度的增加呈线性增 大趋势 , 并且人为上限深度增加的幅度大于路堤高 度增加的幅度。同时 , 路基下冻土人为上限的变化 值与路堤高度呈非线性关系。由此说明 , 路堤高度 太大或太小都会造成路基下多年冻土上限的下降。 2) 数值计算结果表明 , 在相同的年平均温度 条件下 , 路基下冻土的人为上限随路堤高度的增大 而上升 , 随路基运行时间的增长而下降。取路基的 设计使用年限为 50 年 , 年平均地温分别为 - 013 , - 015 , - 110 , - 115 , - 210 ℃条件下 , 路堤的 下临界高度分别为 618 , 412 , 111 , 016 , 015 m。 3) 计算结果同时显示 , 当路堤高度大于一定 值 (一般为 4～5 m) 时 , 在路堤建成的第 1 个寒 季过后 , 路堤内会残留融化夹层 , 并且融化夹层的 厚度随路堤高度的增加而增大。根据上临界高度的 定义 , 年平均地温分别为 - 013 , - 01 5 , - 110 , - 115 , - 210 ℃条件下 , 路堤的上临界高度分别 为 314 , 314 , 319 , 411 , 414 m。 4) 根据有关参考文献建议的影响路堤临界高 度存在条件的主要因素及其确定方法 , 得出路基设 计使用年限为 50 年时 , 路堤临界高度存在的年平 均气温临界值约为 - 311 ℃, 相应的年平均地温约 为 - 016 ℃。 23 中 　国 　铁 　道 　科 　学 　　　　　　　　　　　　　　　　　　第 27 卷 5) 大量的研究结果及工程实践均表明 , 冻土 路基热稳定性是多年冻土地区道路工程稳定性的核 心。为了保证冻土路基的热稳定性 , 路堤高度必须 大于下临界高度而小于上临界高度。然而 , 当年平 均气 (地) 温高于上述临界值时 , 这个路堤高度是 不存在的。因此 , 在这类地区应采取何种措施来保 证冻土路基的稳定性 , 需要开展研究。 6) 限于目前冻土学理论研究的实际水平 , 本 文在冻土路基温度场计算中仅考虑了冻土的相变及 热量传输问题 , 而没有考虑冻融过程中的质量迁 移。同时 , 假设冻土在冻融过程中含水量保持不 变 , 即不考虑冻土融化后的排水问题。这种假设显 然与实际情况存在一定的差距 , 建议在今后的计算 中适当改进 , 并加强有关方面的基础理论研究。 参 考 文 献 　[ 1 ] 　王绍令 , 米海珍. 青藏公路铺筑沥青路面后路基下多年冻土的变化 [J ] . 冰川冻土 , 1993 , 15 (4) : 566 —573. 　[ 2 ] 　朱阳福. 青藏高原多年冻土地区铁路路基的冻融规律 [J ] . 冰川冻土 , 1980 , 2 (4) : 38 —43. 　[ 3 ] 　戴竞波. 东北多年冻土地区路堤人为上限的变化规律 [ A ]. 第二届全国冻土学术会议论文选集 [ C] . 兰州 : 甘肃 人民出版社 , 1983 : 379 —384. 　[ 4 ] 　程国栋 , 童伯良 , 罗学波. 路堤填土对冻土上限的影响 [ A ] . 青藏冻土研究论文集 [ C ] . 北京 : 科学出版社 , 1983 : 195 —203. 　[ 5 ] 　朱林楠. 多年冻土路堤的临界高度 [ A ] . 中国地理学会冰川冻土学术会议论文选集 (冻土学) [ C] . 北京 : 科学出 版社 , 1982 : 170 —172. 　[ 6 ] 　黄小铭. 青藏高原多年冻土地区铁路路堤临界高度的确定 [ A ] . 第二届全国冻土学术会议论文选集 [ C ] . 兰州 : 甘肃人民出版社 , 1983 : 391 —397. 　[ 7 ] 　程国栋 , 张建明 , 盛 　煜 , 等. 保护冻土的保温原理 [J ] . 上海师范大学学报 (自然科学版) , 2003 , 32 (4) : 1 — 6. 　[ 8 ] 　青藏公路科研组 (吴紫汪执笔) . 青藏公路多年冻土区铺设沥青路面路基高度的确定 [ A ]. 第二届全国冻土学术会 议论文选集 [ C] . 兰州 : 甘肃人民出版社 , 1983 : 364 —371. 　[ 9 ] 　安维东 , 吴紫汪. 双重介质二维相变路堤临界高度的数值模拟 [ A ] . 第三届全国冻土学术会议论文选集 [ C] . 北 京 : 科学出版社 , 1989 : 225 —231. 　[ 10 ] 　朱林楠 , 王贵荣 , 郭兴民. 青藏公路沥青路面路堤临界高度的计算 [ A ] . 第三届全国冻土学术会议论文选集 [ C] . 北京 : 科学出版社 , 1989 : 339 —346. 　[ 11 ] 　Li D Q , Wu Z W , Fang J H , et al. 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The in2sit u experiment shows t hat the relationship between the change of man2made up2 per limit of permaf rost soil under the roadbed and t he height s of t he embankment s is non2linear . Whet her t he height of embankment is eit her too high or too low , it will cause t he decease in t he upper limit of per2 maf rost soil under t he roadbed. Numerical calculation result s show t hat , under t he condition t hat t he mean annual ground temperat ures (MA GT) are the same , man2made upper limit of permaf rost soil under road2 bed will go up wit h t he increase of the embankment height and go down wit h t he increase of roadbed opera2 tion time. When the embankment height is higher t han certain value , t he t hawing interlayer will be re2 mained inside t he embankment af ter t he first cold season of t he embankment completion. The t hickness of t he t hawing interlayer will increase wit h t he increase of t he embankment height . Under t he condition t hat t he MA GT is - 013 , - 015 , - 110 , - 115 , - 210 ℃respectively , t he lower limit s for t he critical height s of t he embankment s are 618 , 412 , 111 , 016 , 015 m , and t he upper limit s for t he critical height s are 314 , 314 , 319 , 411 , 414 m. The critical value of MA GT for t he existence of a critical height is - 016 ℃. Key words : Qinghai —Tibet railway ; Roadbed in permaf rost regions ; Embankment ; Critical height ; In2si2 t u experiment ; Numerical simulation (责任编辑 　刘卫华) 43 中 　国 　铁 　道 　科 　学 　　　　　　　　　　　　　　　　　　第 27 卷