利用热量、水分和地形条件确定多年冻土的分布

为了研究近地表面多年冻土的空间分布规律,采用野外调查、取样方法对该问题进行研究.研究区选取在大兴安岭高纬度多年冻土地区呼中自然保护区,应用等效纬度、ASAR雷达图象和坡位分级分别代表影响多年冻土的热量、水分和地形条件,利用ERDAS软件对呼中自然保护区高纬度多年冻土分布信息进行提取,结果表明考虑热量、水分和地形条件确定的多年冻土分布土的精度为86.2%,高于单独利用等效纬度提取多年冻土的方法精度.同时,水分研究结果表明,在呼中自然保护区,土壤湿度是指示多年冻土存在的重要条件.     

青藏公路沿线多年冻土的变化和现状

在全球气候转暖,特别是在沥青面层铺筑的影响下,青藏公路路基下多年冻土与原始状态相比有了很大的变化,除个别路段外大部分退化显著,沿线多年冻土的分布和状态已十分复杂,其分布和冻土年均地温、冻土上限深度等性质具有明显分段性.研究其分布和性质的演变规律与现状,对青藏公路多年冻土病害整治和青藏铁路建设具有重要意义.     

祁连山西段疏勒河上游流域的多年冻土地温特征及影响因素

以位于祁连山西段疏勒河上游流域内不同地点的钻孔及地温测量数据为基础、借助于地温曲线图分析了各钻孔点不同深度处的地温特征及其主要影响因素.结果表明:海拔高度、坡向、坡度是影响疏勒河上游流域多年冻土地温的中观尺度因素,植被、砂层等地表覆盖条件和季节性河流等局地因素对多年冻土地温影响复杂,使得局地尺度上的多年冻土地温分布特征...     

青藏公路沿线多年冻土活动层地温变化规律及影响因素研究

为探究青藏公路沿线多年冻土活动层地温变化规律与影响因素,本文选取青藏公路沿线2个代表性地区(西大滩、五道梁)2013—2022年多年冻土活动层地温及气象数据,对多年冻土活动层地温的时空变化规律和4个主要影响因素(气温、比湿度、降水量、表层40 cm土壤含水量)展开研究。结果显示：青藏公路沿线多年冻土活动层地温在空间特征上表现为活动层地温波动幅度随着土壤深度的加深逐渐趋于平稳;在时间特征上表现为随着土壤深度的加深,气温对活动层地温产生的滞后天数逐渐增加。4个主要影响因素对多年冻土活动层地温影响的顺序为气温>比湿度>降水量>表层40 cm土壤含水量,其中气温与比湿度对浅层活动层地温的贡献率最大,表层40 cm土壤含水量贡献率最小。该结果可为青藏公路的病害分析和防治对策研究提供科学依据。     

青藏铁路沿线清水河地区气温和地温的相互关系分析

本文对青藏铁路在清水河工点的涵洞的地温周期观测数据的分析,对该地区气温与地温变化的规律和相关性进行了研究,并得到了一些有益的结论,找出了涵洞下一定深度范围内冻土的地温变化规律,从而为沿线以多年冻土为地基地段的稳定性演化趋势及沿线涵洞的维修治理提供切实的依据。     

边界条件对多年冻土区高速公路整体式和分离式路基热稳定性的影响

根据青藏高原不同年平均地温区域多年冻土的长期监测资料及附面层理论,分别建立整体式和分离式路基计算模型,分析气候变暖和工程活动作用下多年冻土的变化过程。考虑采用分离式路基来弱化宽幅整体式路基所引起的"聚热效应",分析不同年平均地温和隔离带宽度下分离式路基对多年冻土的影响。研究结果表明:与窄幅路基相比,宽幅路基具有强烈的吸热特性,导致下部多年冻土退化严重。在路基修筑后第50年,年平均地温为-0.5,-1.0,-1.5和-2.0℃区域的宽幅路基中心下部多年冻土上限比窄幅路基的分别低2.73,3.66,3.67和2.60 m,宽幅路基下部6 m深度多年冻土地温比窄幅路基的分别高0.61,0.87,0.82和0.48℃;两幅分离式路基之间存在相互热干扰作用,使得路基两侧土体温度场呈现明显的不对称性;随着年平均地温的降低和隔离带宽度的增加,路基两侧土体温度场的不对称性逐渐减弱,即两幅路基之间的相互热干扰作用减小。因此,拟建青藏高速公路可使用分离式路基来代替整体式路基进行修筑,且年平均地温和隔离带宽度是分离式路基修筑所要考虑的重要因素。     

气候温升背景下青藏工程走廊带多年冻土热融蚀敏感性分布预测研究

为揭示气候温升背景下青藏工程走廊带多年冻土热融蚀敏感性分布规律,基于现有地温分布、活动层厚度的野外监测数据建立了二者与热融蚀敏感性之间的多元回归模型,并采用开放系统地气耦合模型对2016年以后气候温升模式下多年冻土年平均地温和活动层厚度变化进行数值研究,进而获得未来20 a和50 a青藏工程走廊带多年冻土热融蚀敏感性分布预测图.研究结果表明,走廊带内冻土年平均地温越低,受气候温升的影响越大,而活动层厚度则随地温和气温的升高而增大,年平均气温-5.5℃工况下,其年平均地温和活动层厚度增幅分别为0.015 4℃/a和0.86 cm/a;融区和高温冻土区主要分布在走廊带沿线的河流、谷地和盆地等区域,且随着气温的逐年增加,预计2066年低温冻土区域比例将减少52.1%,高温冻土区域和融区面积比例总计将增加74.7%;走廊带内多年冻土的热融蚀敏感性将大幅增加,且极敏感型冻土的增加比例将随时间而加速增长,到那时极敏感型冻土比例将增长1倍以上,敏感型和极敏感型冻土将占整个走廊带内多年冻土区的78%以上.     

青藏公路多年冻土路基内的热状况

基于青藏公路沿线2组地温观测孔5年的地温观测资料,定量分析了高温冻土区和低温冻土区路基内的热状况.结果表明:路基近地表地温明显高于对应天然地表下的地温,路基近地表经历的融化期长于对应天然地表,高温冻土区路基内已形成贯穿融化夹层;进入路基内活动层的热收支呈明显热积累状态;进入高温冻土区路基下伏多年冻土内的热收支处于持续不断的吸热状态,进入低温多年冻土区的热收支也呈现出吸热明显大于放热的周期性变化;高温冻土区接近0℃的地温及其持续不断的热积累是引起下伏多年冻土不断融化的主要原因,低温冻土区进入多年冻土的热积累暂时以增高地温耗热为主,随着地温的增高,低温冻土区也可能发生强烈的冻土融化.     

多年冻土地区不同入模温度下桩基温度场数值分析

考虑基桩传热、地基冻土、大气温度变化、混凝土中水泥水化热、混凝土入模温度变化及其相互作用,建立温度场数值分析模型.通过数值分析,研究了青藏铁路多年冻土区在寒季桩基的回冻过程,混凝土入模温度的提高及其对施工的影响.研究发现,混凝土水化热对地温的扰动随着回冻时间的增加而减少,回冻两个月后单桩桩身表面处地温平均值在入模温度5℃及12℃条件下分别达到了天然孔地温平均值的57.3%及53%,因此要等混凝土水化热对地温的热扰动完全消除再施工是不现实的.在实际工程中,只要基桩承载力满足施工要求即可.     

公路工程冻土类型划分研究

在总结分析国内外已有冻土分类方案的基础上,针对中国现行公路工程冻土分类标准中存在的不足之处,结合目前对青藏公路沿线多年冻土研究的最新成果,提出了以多年冻土含冰特征与多年冻土年平均地温的综合指标——冻土热稳定性为基础的公路工程冻土类型划分方案,并对所划分出的三种冻土类型给出了相应的冻土路基设计原则.     

青藏铁路清水河段多年冻土区站场路基的试验研究

通过对青藏铁路清水河段站场路基的初步试验,获取了地温变形数据,探讨站场路基的冻结和融化过程的规律.实验表明:站场路基下冻土人为上限发生了上移,多年冻土得到了保护,为类似路段多年冻土工程提供借鉴.     

青藏公路冻土路基阴阳坡热效应研究

青藏公路多年冻土路段的阴阳坡现象会引发路基及下伏冻土地基热状况不对称分布,影响长期稳定性.为此,基于实测坡面温度数据,开展不同年平均气温和路基高度条件下冻土路基地温场分布及演化规律的模拟.结果表明,年平均气温-3℃下阴坡冻结指数约为阳坡的2倍,融化指数约为阳坡的0.83倍.路基修筑后,阴坡一侧路基下部人为上限均有一定抬升.此后,在气候变暖及沥青路面强烈吸热效应作用下,路基左右路肩下部人为上限不断下降,其中高填方路基人为上限下降速率相对较快.阴阳坡效应作用下,东西路基下部人为冻土上限呈左高右低的趋势,下伏土体温度同样为左高右低.高填方路基下伏冻土层地温分布的不对称较同期的普通填方路基显著.     

多年冻土下构筑物结构施工技术的研究

通过我省北部大兴安岭加——漠公路的施工实践,对构筑物多年冻土下结构施工技术进行了研究,并提出了相应的技术处理措施,同时对施工中所实施的技术措施的实用性、有效性进行了跟踪观测,总体效果良好,可为我省今后公路施工中遇到类似情况提供一定的施工依据.     

板石区地温异常分析

高温矿区一直是影响煤炭开采的重要因素,利用钻孔测温资料,对珲春盆地板石区地温异常变化进行了研究,得出了地温梯度在平面和剖面上的变化规律,从地层、构造、岩浆活动三个方面,对地温异常的原因进行了分析,提出了矿井建设、开采阶段应注意的问题及对其有无利用价值进行勘查评价的建议.     

青藏铁路运营期间冻土路基裂缝问题研究

运营期青藏铁路冻土区路基工程最值得关注的变化是不同部位裂缝的发生和发展以及对线路安全运行的影响.通过对不同时期青藏铁路多年冻土区路基工程裂缝发生发展影响因素的分析,认为冻土区路基工程基底地温场的不对称以及基底土体冻融过程不同步是路基工程变形裂缝发生的主要原因,路基坡脚和周围冻土水热环境变化是裂缝发展的拉动力,路基填料性质也是不容忽略的因素;根据运营期间冻土路基热状态和工程状态分析,对运营期青藏铁路冻土路基工程状态进行了初步评价,并提出了减少或消除地温场的不对称及保护路基坡脚冻土环境,从而抑制冻土路基裂缝的工程对策.     

青藏铁路低温冻土区片石路基的温度特征

在青藏铁路五道梁低温冻土区进行了片石护道路基新结构和土护道路基结构的实体工程试验,以确定路基修筑对温度场的影响.对测试断面冻融循环的地温监测资料的分析表明,2004年片石路基左右路肩孔冻土上限处,年平均地温分别低于土护道路基相应位置0.12℃和0.14℃,2005年片石路基左右路肩孔分别低于土护道路基相应位置0.65℃和0.03℃,冻土上限以下地温均呈逐年下降趋势.片石护道和土护道路基冻土上限均存在不对称性,但随着时间发展,片石护道路基最大融化深度位置基本接近或超过天然地面,且冷生过程还在继续.该区域的片石护道路基新结构能够有效发挥降低地温、主动保护多年冻土的作用.     

亚热带灌丛岩溶区夏季土壤CO_2浓度动态初探

土壤CO2作为岩溶作用的重要驱动因素受到越来越多学者的关注,本文在对南川市金佛山西坡次生灌丛区连续观测的基础上,对亚热带灌丛岩溶区夏季土壤CO2浓度动态作了详细的研究,初步得出以下结论:(1)土壤CO2随着气温的日变化而呈现明显的日变化,同时对气温的变化有明显的滞后效应。(2)不同土壤深度CO2浓度的大小基本上呈同向变化,但深度对CO2浓度的影响较为复杂。(3)气温和地温的变化和土壤CO2浓度的变化有很大的一致性,温度的变化会引起土壤CO2浓度的较大变化,而植被层的湿度和土壤CO2浓度的变化之间的关系不明显,降水和表层土壤含水量对土壤CO2浓度的贡献较大。(4)土壤CO2明显的驱动着岩溶作用的进行。以上结论的得出对进一步研究土壤CO2对岩溶的驱动作用打下了坚实的基础.     

青藏铁路多年冻土场地波速特性分析

为分析冻土场地波速变化规律,通过现场钻孔波速测试,并结合已有典型场地波速资料,研究了青藏铁路沿线多年冻土场地波速比的经验值及波速变化受控制因素的影响规律。结果表明:多年冻土场地纵横波速比经验参考值可选用1. 5左右;冻土层波速传播规律与地温、土层埋深、土质属性、冻结冰晶含量等诸多因素相关;冻结作用使土体的结构性增强从而冻土体强度增强,冻结状态下土体的波速通常大于未冻结场地土体;多年冻土层波速值随土层深度的增加、地温的降低和冻结土体中冰晶含量的增加而增加。     

多年冻土区聚苯乙烯隔热公路路基温度场数值分析

为了研究随外界环境条件改变聚苯乙烯(EPS)冻土路基温度场变化特征,运用ABAQUS有限元分析方法,对多年冻土区EPS隔热路基的温度场进行了数值模拟.计算时采用改变EPS铺设位置,模拟路面下多年冻土季节最大融深在路基修筑完工后8a内随时间的变化.通过对计算结果分析得出,在多年冻土区路基中铺设保温材料对路面下多年冻土具有明显的保护作用.当EPS铺设在路堤底部时,路堤温度场分布比较均匀,路堤内部都为正温,在EPS板下,路基温度都为负温,说明EPS有效阻止了边坡和路面传入的热量.因此,如果要修筑EPS隔热路基,应将EPS板铺设于路堤底部.     

多年冻土块石路基蠕变变形研究

由于全球气候变化,以及大规模的寒区工程建设,打破了多年冻土地区原有的地表能量平衡,导致地温升高,冻土上限逐年下降,高温冻土层厚度不断扩大,冻土蠕变变形愈加剧烈。本文通过结合青藏铁路典型多年冻土块石路基路段特征,采用变换等效导热系数法来综合考虑块石通风区的换热性质,数值模拟多年冻土路基多年蠕变变形,进行其10年、20年和30年的温度场和变形场预测,分析其蠕变情况。