青藏铁路典型场地地脉动台阵观测研究

针对青藏高原多年冻土区场地资料较少的情况,为满足工程和防震减灾的需要,对北麓河和二道沟二个青藏铁路沿线典型多年冻土场地进行了地脉动台阵观测,根据场地实际情况设计了地脉动台阵,进行了加速度记录观测。采用小波分析方法对数据进行了处理,滤掉信号中的长频率漂移及直流成分,对各测点加速度数据记录的水平和竖向的最大加速度与平均加速度进行了统计,表明北麓河场地更为坚硬。通过单点谱比法对场地卓越频率进行了分析,两个场地的竖向卓越频率波动的范围大致在3.0~5.5Hz,属较硬实场地。通过改进的空间自相关方法计算了空间自相关系数,提取了Rayleigh波相速度频散曲线,与正常提取结果及理论计算结果进行了对比,验证了地脉动台阵布置和Rayleigh相速度提取方法的合理性,为进一步研究提供了支撑。     

华北地区钻孔应力应变中短期预报指标和区域特征研究

经过长时间段（1969～1997年）,大区域（34°～42°N,110°～114°E）钻孔应力、应变台网异常时空扫描,得出的结论是：可把异常形态特征和异常区域特征作为中期或短期地震预报指标。     

CT扫描参数对岩土图像的影响

选用四种不同土质试样设计相关试验,利用直接法和间接法结合不同扫描条件下的CT数变化曲线,研究扫描电压、对准模式、滤波函数、试样尺寸等CT扫描参数对岩土试样CT图像的具体影响,研究结果表明:扫描电压和滤波函数对岩土CT图像和CT数影响较大;对准模式和重建矩阵对试验结果影响非常小;滤波函数对岩土CT图像的增强或抑制作用取决于所选择的滤波函数的属性,而与试样的土质无关;最后给出了CT扫描参数选择的原则,借助于合理的CT扫描参数,从而提高CT岩土图像的质量,获得相对准确的岩土CT值。     

与CT机配套的便携式控温压力舱的研制与应用

针对冻土CT扫描试验中存在的温度扰动、荷载变化等技术问题,研制了与CT机配套的便携式三端控温压力舱. 通过该仪器能真正实现在CT扫描实验中无损动态观测,并能保证温度场的均匀恒定. 在持续加载过程中进行CT扫描,从而使得土样各个阶段的变化能被真实、连续反映,做到细观结构变化与宏观变量有机联系起来,极大地提升了科研技术水平.     

冻土动力学参数研究的成果综述与展望

通过对前人的试验成果进行整理, 得到冻土动力学参数随温度、频率、应变幅、含水量和围压等因素的整体变化规律. 整体上看, 冻土的动弹性模量和动剪切模量随温度的降低而增大、随荷载振动频率的增加而增大、随动应变幅的增加而减小、随含水量的增加先增大后减小、随围压的增加而增大; 冻土的泊松比随温度的降低而增大; 冻土的阻尼比随温度的降低而减小, 随频率、应变幅、含水量、围压的变化规律性不强. 通过对试验条件和数值模拟时的实际工况对比分析, 给出如下建议: 动弹性模量和动剪切模量的预估适合用两段式线性模型, -5℃可以作为两段式的分界点; 列车荷载作用下冻土的动力响应属于小应变幅的振动, 冻土动力学参数应选择波速法的试验结果.     

冻土导热系数研究现状及进展

冻土导热系数是影响冻土温度及热通量变化的一个重要参数,也是研究陆地表层水热盐耦合运移的基本物理参数。根据国内外研究现状,列举了导热系数的测试方法（稳态法和瞬态法）,总结并讨论了冻土导热系数的影响因素及其变化规律,并对目前已有的导热系数计算模型进行了比较分析。现有研究认为：土壤质地、温度和含水（冰）量、孔隙度、土壤有机质等是影响冻土导热系数的主要因素,因此,冻土土导热系数随这些影响因素的变化规律方面的研究工作非常多;而关于未冻水含量、土骨架组成及冻土结构等对冻土导热系数影响的相关研究较为缺乏。通过比较分析国内外土壤热导率计算的相关模型,认为适用于常温下导热系数的模型发展趋于成熟;而现存的适用于冻土区的导热系数计算模型多以一种或几种土壤条件为前提,或者多考虑局地因素影响,模型的适用性具有局限性。考虑到多年冻土区土壤受冻融循环影响较大,以及多年冻土内部水热传输过程的复杂性,多年冻土区导热系数的计算模型仍需进一步深入研究。     

用于冻土实验大数据文件处理的软件设计与开发

冻土实验是冻土研究的重要基础,长时间的野外冻土监测和高频率采集的室内冻土测试会产出大量数据,传统数据处理程序往往无法有效处理这些大数据文件,因此开发了一个用于冻土实验大数据文件处理的软件系统.首先描述了该软件系统的组成,包括温度转换和显示、冻土力学实验数据转换和冻胀实验数据转换3个功能模块,并介绍了实现过程中涉及的主要关键技术,然后通过一个示例说明此软件具备的实用性和优异的性能.借助系统具备的扩展性设计,未来更多的实用功能将被添加到系统里面.     

高精度热敏电阻温度传感器的技术改进及使用特点

详细介绍高精度热敏电阻温度传感器的制作和标定技术改进及使用特点．该温度传感器使用热敏电阻作为主要元件,利用其电阻值随温度变化而显著变化的特点,直接将温度的变化转为电量的变化．改进后的热敏电阻温度传感器具有体积小、使用方便、对引线及二次仪表的要求低、标定时间短、测温精度高、稳定可靠、使用范围广、重复性好、能够实现远距离测...     

冻土区的地下水基础研究——《寒区冻结层上水》简介（英文）

由俄罗斯科学院西伯利亚分院Melnikov冻土研究所的V.V.Shepelev教授编写,R.V.Zhang教授编辑的《寒区冻结层上水》(Suprapermafrost Waters in the Cryolithozone)一书已于2011年由俄罗斯新西伯利亚的地球科学学术出版社(Novosibirsk:Academic Publishing House"Geo")出版发行.全书分为5章,共130页,包括50幅彩图,17个表格,426条主要参考文献,硬皮封面.针对地球科学界提出的一个新研究领域"寒区水文地质学(cryohydrogeology)",该书介绍了其概念、分类方案、主要影响因素、水的化学组成特性、持水系统的水动力特征以及他们对技术影响的响应等.全书包含了作者及其团队多年来对俄罗斯地区冻结层上水的形成规律、区域边界特征、相变特征等进行系统观测所得到的大量数据,并进行系统分析所得到的研究结果,具有很好的应用参考价值.该专著不但会引起水文地质学和冻土学专家的极大兴趣,而且可以作为主修地质学、地理学、土木工程、水文地质学、冻土学的大学生或研究生的教科书,也可以作为专业人员的参考书籍.     

用于低温测量的SKLFSE-TS热敏电阻温度传感器长期稳定性论证

介绍了用于低温测量的单点热敏电阻温度传感器及多点测温电缆的结构和使用特点.将2003年埋设在青藏高原冻土区某测温孔的一根测温电缆于2010年取出, 在实验室重新进行温度标定试验.为了保证2003年和2010年标定时的条件完全相同, 并将2010年标定时的温度点设置成与2003年标定时的完全一致.利用2003年的标定系数和2010年标定时得到的电阻值反算温度值、 并与标定温度值对比, 发现8个温度传感器的温度漂移均为正漂移, 最大值为0.032 ℃, 年漂移最大值为0.0046 ℃, 低于热敏电阻温度传感器本身的测温精度值0.05 ℃, 从而验证了SKLFSE-TS型热敏电阻温度传感器以及用其制作而成多点测温电缆的长期稳定性.