不同边界条件对多年冻土上限影响的模型试验研究

在全球气候转暖对多年冻土影响的情景下，开展了在多模式下气温升高对冻土上限的影响试验研究。针对不加抛石遮阳棚、加抛石、加抛石遮阳棚3种情况，地表温度均采取基本温度加2次不同升温冻融循环，每次温控指标逐级提高0.5℃，即地表温度3次变化依次按照-16.1～5.8～-13.3℃、-15.6～6.3～-12.8℃、-15.1～6.8～-12.3℃进行，结果表明，加抛石及遮阳棚对多年冻土上限有着明显的影响，冻土上限的变化与气温基本上呈正相关，为寒区道路工程设计与施工提供了理论参考依据。     

青藏铁路设计与建设——第六届国际冻土工程会议回顾

The 6^th International Symposium on Permafrost Engineering was successfully held in China in September 2004. About 150 scientists and engineers from 7 countries attended the symposium in Lanzhou on 5～7 September, and about 35 people from 6 countries participated in the field trip along the QinghaiTibet Highway/Railway on 8～13 September and the seminar in Lhasa on 14 September 2004. During the Symposium, the latest progress on permafrost engineering and the surveys, design and construction of the Qinghai-Tibet Railway were exchanged and inspected. Fifty-eight technical papers in English from the Symposium were published in the first volume of the Proceedings of the Symposium, as a supplement of the Journal of Glaciology and Geocryology, before the symposium. About 6 papers from the symposium are published in the second volume in the volume 27(1) of the Journal of the Glaciology and Geocryology, after the symposium. The Qinghai-Tibet Railway (QTR) under construction will traverse 632 km of permafrost, and the engineers are facing unprecedented engineering and environmental challenges. With the QTR under construction and to be completed in 2007, permafrost engineering has become the research focus of permafrost scientists and engineers in China. Many encouraging and promising achievements in permafrost engineering have been obtained during the past three years. However, there are still numerous engineering and environmental problems needing to be solved or resolved. In the discussions, some experts pointed out that methods, such as removal of snow cover on the embankments and toe areas, light-color embankments and side slope surfaces, awnings for shading the solar radiation, hairpin or tilted thermosyphons, could be applied to actively cool the roadbed of the QTR. Some new ideas on utilization of the natural cold reserves were proposed to protect the QTR permafrost roadbed from thawing. Many questions and answers on the survey, design, construction, operations, maintenance and environmental protection were exchanged in situ and in the Lhasa seminar with participation by some major railway designers, regulators and administrators.     

负温条件下激光位移传感器的标定

在使用激光位移传感器测试冻土位移中,由于测试现场环境条件恶劣,厂家给出的传感器线性度会降低,因此,需要对所有传感器在使用前应模拟使用时的环境条件重新进行标定。为验证激光位移传感器在冻土测试中的适用性,依据德国森萨帕特FT-50RLA220型激光位移传感器的结构、使用特点、技术指标,设计了由控温箱、标定支架、激光位移传感器、量块及数据采集装置组成的标定的装置,进行了不同负温条件下对激光位移传感器标定,并依据标定试验结果进行拟合参数修正,得到不同环境温度下的试验结果的线性度和迟滞特性。试验结果表明：不同的环境温度下,两个激光位移传感器与标准厂家测试曲线存在差异,不同负温条件下标定的两个激光位移传感器的拟合优度R²分别为0.999和1;线性度最大值分别为0.88%FS和0.32%FS。     

长期动荷载作用下冻结粉土的变形和强度特征

根据长期动荷载作用下的蠕变试验结果,研究了冻结粉土的变形和动强度特征.试验分3组,第一、二组是小振幅动荷载试验,且第二组的动荷载幅值为第一组的两倍;第三组是大振幅动荷载试验,荷载最小值取接近于零的值,最大值与第一组对应.试验结果表明:各种振幅的动荷载作用下,冻土的累积应变随荷载振动次数的变化规律相同(都包括初始蠕变阶段、稳定蠕变阶段、渐进流阶段)但数值上有差异.在初始和稳定蠕变阶段,第三组试验的累积应变小于第一、二组的,但是第三组试验稳定蠕变阶段的应变速率很大,蠕变曲线迅速进入渐进流阶段,此后其累积应变值大于小振幅动荷载试验的;第一、二组试验的应变幅值随振次的变化规律相似,但与第三组的有明显不同,而且,第三组试验的应变幅值明显大于第一、二组试验的.各种振幅动荷载作用下冻土的残余应变随振次的变化规律相同,且偏移荷载载越大或动荷载振动幅值越大,残余应变越大;冻土的动强度随荷载振动次数的增加而衰减,直至趋于极限动强度,大振幅动荷载试验的极限动强度明显小于小振幅动荷载试验的.     

不同荷载条件下冻土融化沉降过程试验研究

融沉是困扰多年冻土区工程建设与安全运营的关键因素之一.通过室内试验,针对两种初始干密度不同的青藏粉质黏土,在-8～24℃之间正弦波动的周期温度边界条件下,分别开展了无荷载、静荷载及动荷载作用下冻结饱和试样的融沉试验(试样的初始温度为-1℃),研究了试样内部温度、变形、孔隙水压力的时间变化过程.结果表明:温度边界相同时,...     

青藏高原多年冻土区钻孔灌注桩承载特性试验研究

通过对青藏高原风火山地区的桥梁钻孔灌注桩进行现场静载试验, 研究了厚层地下冰地区高温不稳定冻土地段桥梁钻孔灌注桩的基桩承载力和变形特性, 结果表明: 厚层地下冰地区冻土如果受到扰动, 其恢复过程非常缓慢;钻孔灌注桩的桩端阻力对整个桩基的承载力贡献较小, 基桩周围土体的剪切变形大部分为塑性变形, 沉降特性呈现出较为典型的摩擦桩特征;基桩轴力的荷载传递特性和桩侧阻力的发挥与桩顶所加荷载大小、桩周冻土的性质以及地温密切相关.     

石冰川形成机制、运动特征及水文效应研究进展

石冰川是含冰的舌状或叶状多年冻结地质体,广泛分布于全球范围内的高海拔和高纬度冰缘区,是多年冻土边界的重要代用指标。活动型石冰川沿山谷/坡向下缓慢蠕动,其活动性在全球变暖背景下逐渐增强,成为一种日益重要的寒区地质灾害。此外,石冰川内部含有大量冰体,是干旱与半干旱地区一种重要的淡水资源。基于国内外研究进展,将石冰川分为倒石堆型、岩屑覆盖型、冰碛型、昆仑山型,并分别讨论了不同类型石冰川的形成机制。石冰川的运动主要由多年冻土蠕变、冻胀融沉、整体前进,以及岩屑与冰的补给等过程组成,其时空变化主要受到气候条件、地形环境、内部结构,以及外力作用等多种因素的共同影响。石冰川对全球变暖的响应主要表现为地温增加引起的局部区域运动加速或失稳以及多年冻土融化导致的石冰川失活。在冰川退缩及季节性积雪持续时间缩短背景下,冰碛型石冰川表面的岩屑覆盖层作为保温隔热层,可以保护下伏冰体减缓融化,延缓和降低石冰川对气候变化的响应,成为干旱与半干旱地区一种日益重要的水资源。我国目前已有超过13 511条石冰川纳入编目,总面积超过945.51 km²,但仍然十分缺乏系统性的石冰川编目及长期的现场监测和模...     

多年冻区管道通风路基温度边界条件及温度场实测研究

管道通风路基在多年冻土地区是一种良好的主动保护冻土工程措施, 但在应用数值方法研究其长期效果中, 对边界条件的选取存在着困难, 已有的计算结果也缺乏实体工程的验证. 基于青藏铁路北麓河实体试验工程, 对通风管中气温以及管壁温度进行了分析和拟合. 结果表明: 通风管中气温年平均值普遍高于环境气温, 平均高出1.6～1.8 ℃, 但在正温期管中气温与环境气温的最高值相差不大（＜1 ℃）, 而负温期相差较大（达到2 ℃）; 路基阳坡面下0.5 m深度地温高于阴坡面3.5～5.5 ℃. 普通路基填筑后在抬升多年上限的同时, 也升高了上限附近的地温, 且地温场在整个范围内表现出横向上显著的不对称性. 通风路基可以对下伏多年冻土起到良好的主动保护作用, 表现为冻土上限的抬升和地温的降低. 但通风管埋设位置较高的情况下, 路基地温场横向不对称范围涉及到原地面以下. 降低通风管的埋设高度的情况下, 边坡面换热导致的温度横向不对称范围被限制在通风管以上的土体中, 而下部土体温度场横向不对称性将得到极大改善.     

呼伦湖水位变动与20世纪初干涸缘由探讨

本文在1961～2002年呼伦湖流域水量平衡分析成果的基础上,结合流域内19世纪末到21世纪初的长序列的气象降雨资料,综合分析气候变化与湖泊水量、水位变动之间的相关关系,并情景分析了1900年气候变化对湖泊水位、容积过程的影响。认为1900年前后呼伦湖的干涸,是在野外调查中,由于一些误解而产生的一个错误认识,是不存在的。