青藏铁路通风路堤室内模型试验研究

正在建设中的青藏铁路即将穿越 5 5 0km的多年冻土区 ,冻土问题是青藏铁路面临的首要工程问题。出于铁路建设中保护冻土的原则 ,对通风路堤这一新的、主动保护冻土的路堤结构形式进行了几何相似比为 1∶4的大型室内试验 ,试验所得的路堤土体温度场分布及土体温度的变化结果表明 ,通风路堤能够有效地降低路堤土体的温度 ,从而达到保护天然地基冻土的目的。但是 ,温度场的分布在通风路堤内并不对称 ,及沿路堤中轴线的两侧左右不对称 ,这样可能会影响到下伏冻土温度的差异 ,从而引起不均匀冻胀、沉降变形。另一方面 ,暖季较高的气温条件下 ,通风管两端的进出口需要堵塞或关闭 ,以免造成土体吸热量较多而引起较大的沉降 ,但由于青藏高原很短的融化期 ,这一影响还有待现场试验工程的验证。     

青藏高原多年冻土概论

本文较系统地阐述了青藏高原多年冻土的地带性规律、冻土构造以及融区的类型和分布特征,详细论述了不同作用下形成的冻土(冰缘)地貌,并对青藏高原的冰缘期进行了初步划分与对比。     

青藏铁路主要冻土路基工程热稳定性及主要冻融灾害

在介绍青藏高原多年冻土退化背景及其工程影响的基础上,通过主要冻土路基现场监测和沿线调查,对青藏铁路冻土路基2002年以来的地温发展过程、热学稳定性及次生冻融灾害进行了分析。结果表明:青藏铁路自2006年通车后冻土路基整体稳定,列车运行速度达100 km/h,达到设计要求,但不同结构路基的热学稳定性不同,采取"主动冷却"方法的路基稳定性显著优于传统普通填土路基。管道通风路基、遮阳棚路基及U型块石路基冷却下伏多年冻土的效果显著,块石基底路基左右侧对称性较差,而处于强烈退化冻土区和高温冻土区的普通路基热稳定性差,需结合路基所在区域局地气候因素予以调整或补强。以热融性、冻胀性及冻融性灾害为主的次生冻融灾害对路基稳定性存在潜在危害,主要表现为路基沉陷、掩埋、侧向热侵蚀等,其中目前最为严重的病害是以路桥过渡段沉降为代表的热融性灾害。     

泛北极多年冻土及重大线性工程稳定性状况

泛北极是中国“一带一路”倡议的主要合作示范区域,已有的重大线性工程及新的基础设施建设均面临着与多年冻土相关的冻融灾害及工程病害问题。在全球气候变暖及人类活动增强的背景下,泛北极多年冻土主要呈现地温升高、活动层厚度增加趋势,且低温多年冻土地温升高更加明显,20世纪70年代以来年平均地温(MAGT)升温最高可达3℃;自北向南多年冻土活动层厚度增加,且增厚趋势趋于明显,在俄蒙边境地区活动层厚度增速为3~5 cm·年-1。多年冻土退化诱发系列与热喀斯特过程相关的地质灾害,主要包括热喀斯特滑坡与热喀斯特湖,且灾害数量急剧增加,如加拿大Banks Island地区1984~2015年热喀斯特滑坡数量增加了约60倍。在多年冻土退化、热稳定性降低的背景下,泛北极铁路、公路和管道等重大线性工程出现了沉陷、裂缝等不同类型、不同程度的病害,整体上多年冻土区道路工程病害率大于30%。热融灾害及工程病害的发育均与气候及岩土、冻土条件相关,但工程病害还与工程运营期限、工程结构形式密切关联。对比泛北极道路、管道等线性工程状况及其与工程结构的关系,以及病害特征和防治措施效果,表明基于保护冻土的“主动冷却”设计原则依然是多年冻土区工程设计的主导思想。     

冻土地基中锥管板条装配式基础抗拔承载性能试验研究

为了分析冻土地基中输电线路基础发生冻拔破坏的科学问题, 以锥管板条装配式基础为研究对象, 采用室内模型试验测试及分析的研究方法, 开展了不同环境温度下, 冻土地基的冻结试验和基础的上拔加载试验, 分析了地基温度场、位移场的分布特征以及基础抗拔承载力与温度之间的关系, 揭示出上拔荷载作用下冻土地基的破坏模式。研究结果表明: 冻结试验中, 模型基础的冻拔位移均小于周围地基土体的冻胀位移, 基础对地基土体的冻胀存在反约束作用, 距离基础越近, 约束作用越明显; 不同冻结环境温度下基础的上拔加载试验中, 抗拔极限承载力均随环境温度的降低近似呈线性增大, 增加速率接近1.8 kN/℃; 在冻结与上拔力双重作用下, 地基土体首先出现局部张拉破坏, 随着上拔荷载的不断增加, 地基土体逐渐由局部张拉破坏过渡为整体剪切破坏。研究成果可为这种形式的基础在冻土地基中的应用提供理论依据和实践经验。      

冻土冻融对地下水的影响:以祁连山多年冻土区大通河谷融区为例

冻土区地下水的形成、补给、径流、排泄方式以及地球化学特征受到冻土分布及其季节性冻融过程的强烈影响。以地处祁连山多年冻土区的大通河谷融区为典型研究区,基于钻探、坑探和地球物理工作查明了区内冻土特征和分布情况;结合水文地质观测及抽水试验,分析了研究区河流融区内地下水的赋存条件,深入研究了区内冻土冻融过程影响下地下水的水文地质和水化学特征,认为冻土冻融过程决定了研究区的地质和水文地质条件,控制着地下水的补给、径流、排泄方式,特别是对地下水质有优化作用——冻土区地下水质明显优于非冻土区。冻土区地下水成因和赋存条件研究对于其开发利用有重要意义。      

冻融循环及含水率对冰碛土力学特性影响

处在季节性冻土区的冰碛土受冻融循环作用影响显著,极大地影响工程的稳定和安全。为了探究冻融循环作用及初始含水率对冰碛土静力学特性的影响,以川西甘孜州海螺沟的冰碛土为研究对象,通过开展不同冻融循环次数及初始含水率条件下冰碛土不固结不排水三轴试验研究冻融循环作用对冰碛土力学参数的影响。试验结果表明：冻融循环作用下冰碛土应力-应变曲线为弱应变软化型;随冻融循环次数增加,冰碛土弹性模量、抗剪强度均呈现出先快速衰减后趋于稳定的变化趋势,且初始含水率越大其力学指标衰减程度越大,黏聚力呈负指数型函数降低,而内摩擦角无明显变化;采用指数型函数对抗剪强度、弹性模量试验值进行多元非线性拟合,建立冰碛土力学参数与围压、含水率及冻融循环次数的关系表达式,拟合效果理想,可用于推算经历冻融循环后土体力学参数值;冻融循环作用会使冰碛土力学性质显著劣化,且劣化程度与含水率呈正相关。研究成果可为高寒山区工程设计与建设提供科学支撑。     

青藏高原多年冻土区水文地质特征

青藏高原多年冻土区的地下水是高原特定的地质地理环境下的产物,多年冻土的存在控制地下水的形成和分布,新构造运动是影响区域水文地质条件的主导因素,地下水和多年冻土相互作用、相互制约,导致区域水文地质条件复杂化。     

基于修正Green-Ampt模型的降雨诱发区域浅层斜坡失稳灾害分析

由于具有类似的工程地质和水文地质条件, 在高度相关的降雨作用下, 同一个区域中的降雨诱发浅层斜坡失稳灾害常成群出现。在区域尺度预测浅层斜坡失稳灾害对滑坡灾害的防灾减灾工作具有重要的意义。为此, 提出了一种基于力学原理的降雨诱发浅层斜坡失稳灾害预测新模型RARIL。该模型采用修正Green-Ampt模型进行降雨入渗分析, 采用无限体边坡模型进行安全系数计算, 利用可靠度原理考虑区域斜坡稳定性分析中的参数不确定性。该模型具有可考虑降雨诱发浅层斜坡的失稳力学机理、可考虑区域内斜坡土体参数不确定性, 以及计算效率高、易于在GIS平台上实现等优点。案例分析表明, RARIL模型较为准确地预测了2010年8月12日11∶00至2010年8月14日9∶00期间强降雨在四川省汶川县映秀镇附近的303省道K0-K20段沿线区域引发的滑坡灾害, 研究结果证明RARIL模型在预测降雨诱发区域斜坡失稳灾害方面有很好的应用前景。      

南水北调西线叶青—勒那曲引水线工程地质条件分段评价

叶青—勒那曲引水线路根据地质构造、地貌特征、物理地质现象,共划分六个区段。德曲段:山脊寒冻风化碎石坡型,山坡融冻泥流及顺河断层发育;解吾曲下段:冻土沼泽发育,南北构造活动较强烈,区域稳定性及边坡稳定性较差;解吾曲上游段;山区和丘陵区断裂发育,在喜山末期有强烈的活动,滑坡、冰丘等不良地质现象极为发育;玛尕曲—洛曲南段:厚层地下冰发育,近期活动断裂明显;洛曲南岸—多曲东岸段:缓坡区有厚层地下冰,多年冻土布满全段;多曲东岸—万龙湾尕玛下游段:近代断裂活动明显,区域稳定性较差。     

Thermohaline structure inhomogeneity associated with polynia at the northern margin of Emery Ice-shelf

Based on the hydrographic data in austral summer during the 22nd Antarctic Expedition of China(2005/2006),some features can be found about the northern margin of Emery ice shelf as follows.The heat content in the surface layer(0-50 m) at the eastern end and the western end of the ice-shelf margin is much higher than that at the middle.The upper mixing-layer depth and the seasonal thermocline depth at the middle of the ice-shelf northern margin are much shallower than those at the both ends.However there is much less difference between the middle and the ends in the bottom layer.The remote sensing photos show that the inhomogeneity in the surface-layer water is closely related to the spatial distribution of the floes and polynia in the area.     

Phylogenetic analysis of cultivable bacteria isolated from Arctic sea-ice

Phylogenetic analysis based on 16S rDNA of 8 strains of cultivable bacteria isolated from Arctic sea-ice was studied.The results showed that strain BJ1 belonged to genus Planococcus,which was a genus of low mole percent G C gram-positive bacteria;strain BJ6 belonged to genus Burkholderia of β-proteobacteria and the rest 6 strain all belonged to γ-proteobacteria,of which strain BJ8 was a species of Pseudoalteromonas,strain BJ2-BJ5 and BJ7 were members of genus Psychrobacter.Phylogenetic analysis also indicated that bacteria of genus Psychrobacter of the isolates formed a relatively independent phylogenetic cluster in comparison with other bacteria belonged to genus Psychrobacter.     

Information for authors

正1 Aims and Scope Advances in Polar Science(APS)is an international,peer-reviewed journal jointly sponsored by the Polar Research Institute of China and the Chinese Arctic and Antarctic Administration.APS is a comprchensive academic journal dedicated to presentation of multi-disciplinary achievements in Arctic and Antarctic expeditions and research.Its primary purpose is to publish achievements in fundamental research,applied     

Advances in Polar Science CONTENTS(Volume 25,2014)

正~~     

Guide to Authors： Journal of Mountain Science

<正>AIMS AND SCOPE(Editorial Policy)The Journal of Mountain Science(JMS)is devoted to mountains and their surrounding lowlands-ecoregions of particular global importance,with a particular emphasis on the important highlands/mountains in the world,such as the Tibetan Plateau,the Himalayas,the Alps,the Andes,the Rockies and many other mountain ranges of our planet.     

Journal of Mountain Science(JMS)

<正>The Journal of Mountain Science(JMS),founded in2004,is an international English-language journal on mountain sciences.JMS is supervised by the Chinese Academy of Sciences(CAS),sponsored by the Chengdu Institute of Mountain Hazards and Environment,CAS,published by Science Press China,and distributed by Springer exclusively throughout the world(excluding Mainland China).The JMS is published bimonthly,fulltexted in SpringerLink and CNKI,indexed/abstracted by     

Foreword

正Rapid changes of Arctic sea ice cover have been in the focus of the international climate research community in recent years.Quite a few of nations have completed a large number of related surveys and research projects in the Arctic Ocean.Up to now,China has performed six research cruises to the Arctic Ocean resulting in a significant volume of research output.Improved knowledge on the atmospheree-sea ice-ocean interactions in the Arctic is a     

Exposure ages and radiogenic ages of ureilite(GRV 024516) and ordinary chondrite(GRV 024517) from Antarctica

The GRV 024516 and GRV 024517 meteorite samples collected from Grove Montains,Antactica are ureilite and H5 ordinary chondrite,respectively.Based on the study of mineralogy-petrology,the cosmic-ray exposure ages and gas retention ages of these two meteorites were determinated and calculated.Their cosmic-ray exposure ages are 33.3 Ma,51.7 Ma,and gas retention ages are 1936.8 Ma and 3720 Ma,respectively.The ureilite contains diamond,graphite and amorphous C,which are mainly carrier of noble gases indicating obviously shock metamorphism effects,which induced 40Ar partial loss.The H5 chondrite indicates thermal metamorphism of parent body,its gas retention age fall the range between 3220 Ma and 4510 Ma of the least shocked H5 chondrites