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.     

冻土温度场计算中热间断面处理的理论分析

建立了冻土温度场计算中经常涉及的三类位置固定的热间断面的温度衔接条件和计算处理方法，间断面在冻土温度场计算中通常被简化成一个厚度趋于零的薄层，导致系统热性能在此发生突变，热参数成为空间位置坐标的奇异子函数．根据间断面介质热传输过程满足的能量守衡定律和三类间断面的传热机制，应用积分原理和中值定理，推出一般条件下热间断面的温度衔接条件．将导出的一般条件下的温度衔接条件应用于三类热间断面，得出具体处理此三类间断面的温度场计算方法．     

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.     

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。     

冻土区桩侧水热效应对桩基稳定性影响的模型试验研究

为了研究冻土区桩侧水热效应对桩基稳定性的影响,采用电阻热源模拟桩侧水热效应,并利用高低温试验箱进行单桩模型试验,通过设定有、无桩侧水两种环境因素,对比分析了桩侧水热效应对桩身应变、桩侧冻结应力、桩土相对位移、桩基的极限承载力和桩侧冻结应力与桩顶位移的流变特性的影响。试验表明,冻土区桩侧水热效应能使桩侧冻结应力减弱,造成桩身应变与桩顶位移增大,桩-土相对位移增加,同时加速桩基沉降,导致桩基极限承载力降幅达16%,且上述影响随着荷载等级的提高而增强,造成桩基承载力严重下降。     

Spatiotemporal characteristics of freezing and thawing of the active layer in the source areas of the Yellow River （SAYR）

Based on the analysis of data on temperatures and moisture of soils in the active layer at four different permafrost sites in the source areas of the Yellow River(SAYR)in 2010–2012,the freeze–thaw processes of soils in the active layer were compared and contrasted for understanding the spatiotemporal variations.At the four studied sites,the thickness and mean annual temperature of permafrost are different.The temperatures at the top of permafrost(TTOP),i.e.,the maximum depth(s)of seasonal frost and/or thaw penetration,are-1.9°C at the Chalaping site(CLP),-0.9°C at the site on the southern bank of the Zhaling Lake(ZLH),-0.4°C at the Maduo Town site(MDX),and 1.1°C at the site on the northern bank of the Eling Lake(ELH).Differences in the mean annual ground temperature of permafrost and TTOPs may be responsible for the differentiations in the freeze–thaw processes of soils in the active layer.With rising TTOPs,the ground thawing started earlier:CLP in early June,ZLH in late May,MDX in early May,and ELH in mid-April,while the freezing began later:CLP in early October,ZLH in early to midOctober,MDX in mid-October,and ELH in the mid-to late October.With increasing TTOPs,the freeze-up periods for permafrost sites were shortened:202 days at CLP,130 days at ZLH,100 days at MDX,and the period of complete thaw was 89 days at ELH.At the CLP and ZLH sites,the two-directional ground freezing(downwards from ground surfaces and upwards from the permafrost table)and thawing finished in the same year,but the ground freezing at the MDX continued to the end of the nextJanuary,with very slow freezing rates in the end.At the ELH site,ground freezing kept on until early May when thawing began on the surface,and upward and downward thawing became increasingly stable in late June to early July.At each site,with rising TTOPs,the downward freezing accelerated in comparison with the upward freezing,and with an increasing proportion of downward frozen depth,and with the larger ratios of freezing to thawing duration.In summary,the patterns of thawing and freezing processes in the active layer in the SAYR differ from those in other parts of the Qinghai–Tibet Plateau to a noticeable extent.     

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。     

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.