青藏高原多年冻土地区桥梁设计

针对青藏高原多年冻土的特点，提出了青藏铁路多年冻土区桥梁设计主要原则，并对不同的基础类型在冻土区适应情况进行分析，提出了适应高原冻土性质的基础应用，最后对钻孔灌注桩的承载力，切向冻胀力和基础沉降量的计算进行介绍。     

青藏高原多年冻土退化及铁路路基工程热稳定性

青藏高原未来50a地表气温可能增高2.2～2.6℃,以高温、高含冰量冻土为特色的多年冻土区将延续退化的趋势,因此青藏铁路多年冻土区路基工程建设和维护必须采用冷却路基的原则,变传统消极被动保温为积极主动降温以维护路基热稳定性。为降低或消除工程建设及气候变暖造成的路基下多年冻土融化,目前青藏铁路实施的调控对流、调控传导和调控辐射的工程措施,基本上达到了保持或促进路基下伏多年冻土的效果。数值模拟结果表明路基工程建设和补强措施基本可以应对气候转暖的不良影响,但部分措施还需要进一步优化或组合。     

青藏高原改则地区多年冻土特征

改则地区地处青藏高原腹地, 气候寒冷干燥, 位于青藏高原大片连续多年冻土南界附近. 2010年"青藏高原多年冻土本底调查"项目在改则地区采用坑探、物探和钻探等多种方法对区域内多年冻土开展了大规模野外考察工作. 根据现场钻探资料和后来的地温观测资料, 并结合坑探和物探资料对改则地区多年冻土特征进行分析, 结果显示: 改则地区多年冻土上限深度在2.6~8.5 m之间, 部分地区存在融化夹层; 多年冻土含冰量在12%~35%之间, 主要为多冰冻土, 而且一般仅在上限附近发育有高含冰量多年冻土; 多年冻土温度普遍较高, 在-1.5~0℃之间; 多年下限深度一般小于60 m, 部分地区甚至在10 m左右; 多年冻土分布的下界海拔高度约为4 700 m, 海拔5 100 m以上区域普遍发育有多年冻土; 区域内多年冻土特征受局地因素影响明显, 特别是与坡向、植被覆盖、岩性和含水量等关系密切; 现场记录资料和后来的测温资料都显示改则地区部分多年冻土正处于退化状态.     

青藏铁路多年冻土地区房屋体系研究

通过结构计算分析对比，对青藏铁路多年冻土地区房屋的结构形式进行了论证，提出了符合当地建设条件并与特殊地质环境相适应的架空桩基钢结构房屋结构体系，其结构方案可用于指导青藏铁路房屋建筑的结构设计。     

青藏铁路高原高寒多年冻土区桥梁施工技术

针对青藏铁路高原高寒多年冻土区桥梁工程的施工特点,较详细地探讨了高原高寒多年冻土区桥梁工程施工的技术措施和施工工艺.     

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。     

多年冻土地区路堤路堑过渡方式试验研究

提出了多年冻土地区路堤、路堑过渡段的结构形式: 为保护路基下面多年冻土,在整个过渡段在暖季到来之前铺设保温材料;为了减少地表水的影响,在路肩线以下设置了复合土工膜防渗层;为了保证过渡段低于临界高度部分路基的稳定,对基底进行了换填; 为了增加稳定性,在开挖地段设置了台阶并开展了现场实体试验.对采用此过渡形式的青藏铁路北麓河路堤路堑过渡段进行了现场观测和分析,验证了其适应性.     

青藏铁路多年冻土区桥涵设计与施工

青藏高原自然环境恶劣，铁路穿越多年冻土区长达550km，为确保铁路建成后的运营安全，桥涵设计和施工必须采取特殊的处理措施，青藏铁路的桥涵应从结构、材料、工艺等方面，研究施工简便、耐久性好、维护量少的结构形式，提高结构耐久性的构想和途径主要从混凝土材料、桥涵结构，墩台结构形式，基础类型，合理的施工工艺等方面进行研究，根据青藏铁路多年冻土区特殊的地理位置及气候条件，研究采用青藏线耐久梁及免维护圆柱面(YZM)支座．桥梁基础采用钻孔灌注桩，旋挖钻(干法)成孔工艺；涵洞采用拼装式矩形涵，基坑采取爆破开挖，快速施工．常规的混凝土墩台、基础不能满足多年冻土区冻融循环的要求，研究采用“低温、早强耐久混凝土”，其抗冻融循环次数达300次。     

青藏高原多年冻土区碎石护坡降温作用及效果分析

基于青藏高原北麓河多年冻土区碎石护坡路基与普通路基温度监测资料分析,结果表明:碎石层的铺设具有减小坡面年平均温度及坡面温度年较差的作用;与普通路基相比,碎石护坡在暖季主要起到隔热作用,但在冷季主要存在不利于路基散热的弊病.从路基人为冻土上限抬升状况、温度降低程度和路基变形量的差异来看,碎石护坡路基较普通路基有利于冻土路基的热稳定性.但碎石护坡调节路基内部温度场是一个长期过程,即坡面温度对多年冻土温度的影响具有滞后性,若作为青藏铁路多年冻土区补强措施使用时应慎重.     

高原高寒多年冻土区的桥梁施工技术

针对青藏高原高寒、缺氧等特点,以及青藏铁路多年冻土的特殊性与复杂性,通过实践与理论讨论,详细地制订出了在高原高寒多年冻土区桥梁工程施工中的技术措施和施工工艺.在青藏高原的多年冻土区,由于桥梁及工程建筑物的修建,将改变原有的温度场、应力场、以及冻土层的水热交换.因此,选择合理的施工季节、施工方法和采取必要的施工措施,是减少施工对多年冻土热扰动的必要措施.     

青藏高原冻土区域的相干特性分析

由季节性的冻胀和融沉导致的地表变形是在多年冻土区域进行工程施工的最主要危害, 青藏铁路建设和维护中的一个主要问题就是如何监测冻土的形变. 利用北麓河地区的ASAR数据, 联系冻土的相关变化规律, 对于冻土区域的相干特性进行了分析. 通过对不同自然地物的相干性进行对比分析, 发现冻土区域地物的相干性不仅与地物特性相关, 同时也与冻土的冻结和融化密切相关. 不同时间段干涉对的相干性的差别反映了冻土在不同季节的变化规律. 青藏铁路和公路在不同空间基线和时间基线上的相干性表现, 为该区域的稳定散射体的选择提供了一种可能, 对于进行北麓河区域的冻土形变的时间序列分析具有重要的指导意义.     

青藏高原多年冻土地区公路路基变形

通过对现场实体工程的长期监测资料和路基破坏机理分析研究,使我们对沥青路面对多年冻土的严重影响,导致多年冻土的升温与退化,使路基产生较严重的不均匀下沉变形,及其它所引起的一系列路基病害问题的发生发展过程有了较为系统和深刻认识,取得了大量现场实测资料及研究成果.讨论了高温多年冻土地区冻土路基的变形特征,以及冻土路基变形与工程地质条件的关系,给出了路基随地温波动变化而发生的变形过程。     

藏北高原多年冻土区地表反照率特征分析

利用青藏高原冰冻圈观测研究站西大滩、五道梁和唐古拉自动气象站(AWS)2006—2007年的辐射观测资料,分析了藏北高原多年冻土区不同下垫面的地表反照率特征.结果表明:该地区地表反照率在四季都表现出明显的日变化特征,呈U形,早晚大,中午小.日平均和月平均地表反照率有相同的年变化特征,且冬半年的地表反照率远远大于夏半年.受积雪的影响,地表反照率年均值较高,夏季最小,冬季最大,春季大于秋季.针对3种不同植被类型的下垫面,在四季反照率都有高寒草甸(唐古拉)高寒草原(西大滩)荒漠草原(五道梁)的特点.     

青藏高原多年冻土区地温监测结果分析

根据４个波土长期定位观测场地温资料分析,西大滩观测场深１２￣２０ｍ段地温升高０．２￣０．３℃,多年冻土层由下向上减薄４￣５ｍ;昆仑山垭口观测场深６￣１５ｍ段地温升高０．２￣０．４℃;６６道班观测场内天然场地地温高于人工沙场０．１￣０．５℃;可可里里观测场内天然植被场地地温普遍高于裸露场地约０．２℃。监测结果表明,影响高原多年冻土发育的因素多具有两重性,地表沙层和植被同样具有升高地温和降低地温的作用     

青藏高原多年冻土区地温监测结果分析

Ground temperatures monitored at four observation sites in permafrost regions on the Tibetan Plateau was analyzed. It was found that the ground temperature at the depth of 12～20 m increased 0.2～0.4 K and the permafrost thickness decreased 4～5 m from the base in Xidatan Site from 1975 to 1989; and the ground temperature at the depth of 6～15 m increased 0.2～0.4 K in Kunlun Pass Site from 1982 to 1997. Contrast observations show that a sand cover, 15～20 cm in depth, can result in a ground temperature decrease of 0.1～ 0.2 K in MS66 Site; and a removal of vegetation can result in a ground temperature decrease of some 0.2 K in Hoh Xil Site. The monitor demonstrates that many factors that control permafrost developing have duality, e.g., sand and vegetation are able to increase or decrease the ground temperature. These factors, in conjunction with permafrost behaviour, play different roles under different conditions. Therefore, it is necessary to study, understand and evaluate permafrost and its engineering geological properties taking the viewpoint of dynamic variation.     

青藏高原多年冻土层中地下冰储量估算及评价

过去几十年来,沿青藏公路/铁路多年冻土区已经完成了数千个钻孔的钻探工作.经过仔细筛选,对其中的697个钻孔剖面的地下冰分布状况和其中9261个重量含水量的分布特征进行了分析.在水平方向上,依据地下冰的分布特征,把青藏公路/铁路沿线的多年冻土划分成少冰冻土、多冰冻土、富冰冻土、饱冰冻土和含土冰层5个含冰量类别,并详细统计了各类冻土沿公路所占里程.在垂向上,将每个钻孔划分出3个深度段:即多年冻土上限以下1m范围内、上限下深1～10m段及上限下10m以下段,统计了各深度地下冰储量.青藏公路沿线多年冻土的平均厚度为38.79m,平均含水量为17.19%,据此初步估算出青藏高原多年冻土区地下冰的总储量为9528km3.     

基于CoupModel的青藏高原多年冻土区土壤水热过程模拟

近年来, 青藏高原多年冻土区生态环境呈现出逐年恶化趋势, 从而对多年冻土活动层水热过程造成显著影响. 此外, 如何构建更加有效、 针对寒区的陆面过程模式成为寒区研究的重点、 热点之一. 作为一种有效的参数估计方法, Bayes参数估计算法具有准确估计陆面过程模式参数的能力. 因此, 基于2005-2008年观测数据, 利用CoupModel模型对青藏高原风火山流域土壤水热运移过程进行模拟; 同时, 利用Bayes参数估计方法估计部分水热运移参数. 结果显示: 模型对土壤温度(ST)的模拟效果较好, NSE系数均在0.90以上; 也能够较好模拟浅层(0~40 cm)土壤水分, NSE值均达到0.80以上, 而对40 cm以下土壤水分的模拟结果较差. 模型也能够较准确模拟活动层土壤的冻结-融化过程. 模型对温度水分极值和40 cm深度以下水分的模拟存在一些偏差. 值得一提的是, 基于重要性采样MCMC方案的Bayes参数估计算法能够有效估计水热运移参数, 模型模拟结果得到极大的改进. Bayes算法能够广泛解决陆面过程模式参数估计问题.     

青藏高原多年冻土区通信直埋光缆线路工程的施工初探

从施工组织、径路选择、敷设、防护等几方面, 对高原多年冻土区通信直埋光缆线路工程的施工方法、施工注意事项、施工要求做了简明扼要介绍, 对青藏铁路通信光缆线路工程的施工具有指导意义, 对保证通信工程的质量、保证行车安全具有重要意义.     

青藏高原东部的冻土退化

本从冻土与现代气候关系出发，理论上确定了冻土分区的界限。用剖面图展示出本区不同类型冻土分布代表性高程，并以丰富的资料分析了出露在不同冻土区内的埋藏冻土层，冻土地貌假像，岛状冻土上限的起伏以及融冻地貌，植被变化等诸多现象呈现退化的一致性，得出了“退化是本区多年冻土变化的基本趋势”这一结论。