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.     

Changes in permafrost ecosystem under the influences of human engineering activities and its enlightenment to railway construction

~~disturbedhigh-coldmeadowarea,theoriginalvegetationisverydifficulttorestorealthoughitssurfacelandscapecanberestoredtoacertaindegree.Borrowpitsandpilinggroundshavegreatdestructiontothehigh-coldmeadow,thehigh-coldmeadowecosystemalmostcannotbere-storedbynaturalprocesses,therefore,greateffortsshouldbemadetoavoidsettingupborrowgroundinthehigh-coldmeadowregion.AcknowledgementsThisworkwassupportedbytheNationalNaturalScienceFoundationofChina(GrantNos.90102001and30270255)andtheKeyProjectionofKnowl…     

青藏铁路工程对高寒草地生态系统的影响

分析了青藏铁路冻土区段高寒生态系统主要分布类型及其变化背景，利用对青藏公路工程的类比调查数据，研究了不同高寒生态系统对工程扰动的抗干扰能力和受损后的自然恢复能力，以及不同生态系统与冻土环境的相互关系。综合考虑干扰场地土壤环境，冻土条件以及不同生态系统对干扰的抵抗与恢复能力等要素，提出了评价青藏铁路对生态环境影响的综合干扰度方法和定量评价模型，基于未来不同气候演变情境及其与人类工程活动耦合下冻土环境变化及其对高寒生态系统的影响。结合青藏铁路施工方案，定量评价了青藏铁路工程对高寒生态系统的可能影响。结果表明：大部分严重干扰施工地带对高寒草甸草地只有中等程度影响，影响区高寒草地植被覆盖度将维持在50％以上，高寒草原区重工程扰动地带除了局部有明显影响外，大部分地区只有中等至轻度影响，而中度与轻度工程扰动区域，工程对高寒生态系统的影响轻微。     

青藏公路冻土路基最大设计高度研究

针对冻土路基斜坡稳定性受温度场影响的特殊性,采用自行开发的数字路基仿真平台对不同地温、不同坡度和不同路基高度条件下的大量工况进行了温度场数值模拟。采用冻土力学参数与地温的拟合公式将温度场与力学场关联起来,并考虑到冻融交界面作为软弱夹层对于冻土路基稳定性控制作用,采用自行编制的冻土斜坡稳定性评价程序对各工况进行了稳定性系数计算,并考虑了荷载作用对冻土路基斜坡稳定性的影响。参照《公路路基设计规范》中对于路堤软弱层滑动稳定性的设计规定,提出了不同坡比、不同荷载作用条件下的冻土路基最大设计高度。     

解决青藏铁路建设中冻土工程问题的思路与思考

围绕青藏铁路冻土工程地质、气候变化对冻土及铁路路基稳定性、生态环境变化与保护问题,分析了青藏铁路工程建设中存在的冻土工程技术问题,提出了青藏铁路建设中应对这些问题的新思路,采取积极保护多年冻土的主动冷却路基的思路和动态设计思路,并给出了青藏铁路建设中下一步应思考和研究的问题。     

大兴安岭火烧迹地湿地与森林水文功能变化

选取位于主要过火区的图强林业局育英和奋斗两林场作为研究区,基于野外试验以及林相图、卫片等数据,利用地理信息系统软件,对1987年特大森林火灾后的湿地格局变化以及森林水文功能恢复状况、冻土活动层的变化进行了研究。结果显示,湿地面积有所增加,且分布趋于集中;森林的平均水文调节能力已得到全面恢复,但调节能力分布不均;火烧区冻土活动层的厚度显著高于未火烧区。在森林水文调节功能下降的地区、地势较低的谷地,坡度平缓的坡地以及冻土活动层增加的地区,湿地面积明显增加。     

基因表达编程算法的冻融系数预测研究

冻土融沉系数是冻土融化后沉降量的直接反映,影响融沉系数的主要因素有粉黏粒含量、未冻土的含水率、干密度、液塑限等.为了定量化的描述融沉系数与各影响因素之间的关系,引入基因表达式编程算法进行五维空间上的函数挖掘,将函数表达式基因化,通过Karva语言对基因进行编码,利用达尔文的进化理论,初始种群经过若干代的交叉变异,最终得出了最优化的个体,即最优函数表达式.结果表明:得到的函数表达式能综合反映各因素与融沉系数之间的关系;对测试样本进行预测,R2值为99.50%,实现了融沉系数预测的高精度和直观化,为融沉系数预测提供了一种新的智能化方法.     

青藏高原冻土区活动带天然气水合物异常特征

通过对西大滩—安多油气地球化学剖面的研究表明：土壤样品酸解氢、酸解甲烷、酸解乙烷、酸解丙烷和热释汞异常的综合解释有助于对地下是否存在水合物做出推断;在烃类出现“负异常”时,可能是地下赋存水合物的标志。并结合前人文献初步建立了多年冻土区活动带天然气水合物的形成和地球化学勘查模式。分析认为土壤地球化学测量可用于在多年冻土区活动带探测水合物,但其异常解释不能完全照搬油气藏化探模式,必须把渗透性极差的冻土层对烃类气体向地表运移的影响考虑进去。     

青藏铁路低温热管应用的能量基础条件

针对青藏铁路冻土路基工程中广泛应用的低温热管,研究了其工作的能量条件和工作效果.依据观测数据对低温热管的降温效果进行了分析研究,并采用有限元方法,在实测数据作为边界条件的基础上对低温热管的30年长期工作效果的变化趋势进行了数值模拟研究.对实测数据的分析以及数值模拟计算的结果都反映出相同的趋势:热管的应用有效地降低了土体温度,并在长期工作中能够持续降低土体温度.研究表明,在气温升高趋势下,低温热管应用于寒区工程的能量基础条件未有重大改变,并能够在30年的寿命期内持续地发挥作用,使应用这种热管的冻土区路基工程热稳定性得到保证.     

影响多年冻土上限下降的因素及防护措施

通过青藏高原多年冻土地区气温、植被及人为活动等因素对多年冻土上限影响的分析,提出了青藏公路路基稳定性的防护措施.