青藏粉质黏土冻融过程水热特征研究

土体在冻融过程中的水热特征对于冻胀及工程稳定性具有决定性作用。以青藏粉质黏土为例,采用时域反射法（TDR）,测量并分析了不同初始含水率条件下的土样在冻融过程中的水热变化特征,对比了冻融过程中的水热变化及其差异性,采用Anderson等、徐敩祖等和Michalowski提出的以温度为变量的未冻水计算公式,分别计算了不同初始含水率土样在不同温度条件下的未冻水含量。结果表明：冻融过程的土样水分和土样中心温度随时间的变化均可分为三个比较明显的变化阶段,冻结过程和融化过程的变化特征略有不同,除了环境影响和探头自身因素外,我们将其归因于冻融过程的未冻水"滞后效应"。在快速冻融过程中,未冻水含量随温度的变化则表现出渐变的特征。通过对比三种典型未冻水含量的计算方法发现,通过拟合得到的方程计算结果的正确性较高。     

大型过江隧道盾构始发冻结施工技术

南京市纬三路过江通道盾构直径达14.93 m,盾构始发段地质条件复杂,地下水丰富,盾构始发风险巨大。为确保始发安全,盾构始发加固采取三轴水泥搅拌桩加垂直冻结相结合方法,有效防范了施工风险。详细介绍了该隧道盾构工程中始发端冻结施工技术。     

我国南方冬季异常低温和异常降水事件分析

统计分析1951 年以来1 月份以及1880 年以来冬季, 我国南方的异常低温与降水事件, 结果表明1 月异常低温(温度距平< -1σ) 有12 次, 降水异常偏多(降水距平> +1") 有10 次, 冷湿组合有3 次(1969、1993、2008); 冬季异常低温有29 次, 降水异常偏多有16 次, 冷湿组合有2 次(1886/87、1904/05)。利用NCEP/NCAR 再分析资料等, 采用合成方法分析异常低温与异常降水事件时大气环流特征, 结果表明有利于南方低温的环流特征是: 西伯利亚高压、东亚大槽及东亚急流异常偏强。有利于降水偏多的环流特征是: 东亚大槽偏弱; 200 hPa 上中东急流异常偏强、东亚急流偏弱; 东亚从对流层低层到中高层都有异常南风。当发生冷湿组合时, 低温主要是受到西伯利亚冷高压异常偏强的影响, 而降水主要受对流层850 hPa 至200 hPa 环流异常的作用。南方冬季水汽主要来自南支槽的西南气流和南海上空的转向 气流, 在降水偏多时有异常西南水汽输送距平。西伯利亚高压、欧亚遥相关型、西太平洋遥相关型、北极涛动4 个环流因子能解释南方1 月和冬季气温方差的47.2%和51.5%; 而中东 急流、东亚经向风、欧亚遥相关型则能共同解释南方1 月和冬季降水方差的49.4%和48.4%。 统计降水异常与ENSO 的对应关系表明, 当发生El Niño 事件时南方冬季降水偏多的概率较 大, 当发生La Niña 事件时, 降水偏少的概率较大, 而温度与ENSO 没有明显的统计相关。     

湖南电网严重冰灾天气成因分析

为研究2005年初和2008年初2次造成湖南电网严重冰灾的低温雨雪冰冻天气过程的成因,利用NCEP1°×1°全球再分析资料、地面常规气象观测资料及环流特征指数资料对过程期间高中低三层的水平和垂直结构进行了诊断分析,并分析了两次冰冻天气过程中各项环流特征指数与气温的相关性,结果表明:副高强度持续偏强,中层有暖层存在,850hPa与700hPa有明显的逆温层,700hPa强劲的西南急流,850hPa南北温差锋区的建立和维持,异常强大的冷高压长时间控制是造成两次冰灾过程的主要原因;地面降水、相对湿度、日平均气温、日最低气温、风向风速均与电线覆冰直径有关,温度垂直结构、环流指数和地形也与冰冻有一定关系。     

Variations and trends of the freezing and thaw- ing index along the Qinghai-Xizang Railway for 1966?2004

Annual freezing and thawing index of 7 meteorological stations along the Qing-hai-Xizang Railway were calculated based on daily maximum and minimum temperature records for 1966?2004. Trends of annual freezing and thawing index were analyzed using the Mann-Kendall test and a simple linear regression method. The results show that: 1) The mean annual freezing indices range from 95 to 2300℃·d and the mean annual thawing indi-ces range from 630 to 3250℃·d. The mean annual freezing index of the 7 stations exhibited decreasing trends with decreasing rate of ?16.6– ?59.1℃·d /10a. The mean annual thawing index of these 7 stations showed increasing trends with the related decreasing rate is 19.83–45.6℃·d /10a. 2) The MK trend test indicated the significant decreasing trends (sig-nificant at < 0.05 significant level) in the annual freezing index for most stations except for Golmud. The significant increasing trends can be observed in the annual thawing index for 4 stations except Golmud and Tuotuohe. Golmud was the only station with no trends in both annual freezing and annual thawing index.     

吉林省土壤冻融的逐日变化及与气温、 地温的关系

土壤冻融过程对气候和生态环境演变有重要影响。为了研究季节冻土区土壤冻融过程及其对气候变化的响应,利用2014-2017年吉林省典型代表观测站逐日冻土、气温和地温数据,研究土壤冻融的逐日变化及其与气温、地温的关系。结果表明：在土壤冻结和融化完整过程中,冻土上限呈直线上升趋势变化,下限呈先增大后减小的三次曲线趋势变化,即从稳定冻结初日起,冻土深度逐渐加深,在达到最大值后,缓慢变浅。冻土融化包括下限和上限融化两个过程,具有“两头化”的变化特征。冻土上限融化与下限同时开始或者晚于下限,但冻土上限融化的日变化量要大于下限。在土壤冻结过程中,活动积温、0 cm地积温、10 cm地积温与冻结深度呈三次曲线变化关系,随负积温的增加,冻结深度加深。在冻土上限融化过程中,活动积温、0 cm地积温、10 cm地积温与冻土上限深度呈三次曲线变化关系,随正积温的增加,上限融化深度加深。在冻土下限融化过程中,活动积温、0 cm地积温、160 cm地积温与冻土下限深度呈显著的直线趋势,随正积温的增加,下限融化深度变浅。     

冻土模型试验试样冻结时间计算分析

快速简单地确定试样的冻结时间,对模型试验的设计具有重要意义。首先进行了不同干密度冻土模型试样整体冻结达到预设负温的试验,发现试样整体降到预设负温的时间随着干密度的增大而略有增加。然后利用COMSOL Multiphysics软件,在不考虑水分迁移的条件下,对不同干密度粉砂土试样和不同尺度条件下的正方体亚黏土试样的冻结时间进行数值模拟。将模拟结果与试验结果进行对比,发现简化条件下不同干密度的粉砂土试样能反应试样在冻结过程中冻结时间的主要特征,模拟结果中达到预设负温的时间与试验的实测结果基本吻合。正方体试样数值模拟的结果表明在同一干密度、同一含水量条件下,试样降到预设负温的时间随着体积的增大呈现幂函数增大的规律。所以,在进行模型试验设计时,可先根据试验条件进行简单的数值分析,以较合理、经济的安排试验时间,同时也可保证试样冻结质量。     

冻融作用对海相软土压缩性及抗剪强度影响研究

为揭示原状海相软土冻融前后变形及强度差异性,对宁波原状海相软土及不同冻融条件下的融土进行了压缩实验和三轴固结不排水剪切实验。研究结果表明：单向冻结条件下,冻融作用使海相软土压缩性增强,且对试样不同部位处产生的影响程度不同,对靠近冷端的下部融土压缩性影响最大,中部其次,上部最小;冷端温度越低,冻融作用对融土压缩性影响越小,且逐渐趋于稳定;自然解冻比强制解冻对融土压缩性影响程度更大。冻融作用使融土黏聚力明显减小,内摩擦角略有增大;冷端温度越低,冻融作用对黏聚力和内摩擦角影响程度越大,在一定法向应力范围内,融土破坏强度越小。     

层次分析法（AHP）在江西省废弃矿井危害评价中的应用

江西省废弃矿井数量众多,为消除废弃矿井存在的安全与环境隐患,急需全面掌握现有废弃矿井危害情况。本文介绍了AHP法在废弃矿井危害评价中的应用,系统阐述了采用AHP法的评价方法与模型,为废弃矿井治理规划和防灾减灾提供科学依据。并以江西省废弃矿井为例,简述了江西省废弃矿井危害现状,进行了危害成因分析。选取了废弃矿井类型、矿井周边1km^2范围内的常住居民人数、井口稳定状态和井内安全因素等4个评价指标,对评价指标及危害等级划分进行了权重计算,评定了全省废弃矿井危害等级,有利于全面部署和推进废弃矿井安全隐患治理工作决策。     

冻融作用对垃圾填埋场防渗层性能的影响

建立系列模拟实验研究了冻融作用对垃圾填埋场防渗层防渗和去污性能的影响。实验结果表明：冻融作用对垃圾填埋场防渗层有一定的破坏作用,对渗透系数和污染物的去除能力均有重要影响;冻融前的渗透系数均低于国家标准（1.0×10^-7 cm/s）,冻融后防渗层的渗透系数增加2～6倍;防渗层对COD、Cl^-和NH⁺₄的去除率分别从冻融前的68.6%、31.6％和70.5％变为86.2%、18.2％和23.0％。