近50年来黑龙江省冻土厚度的时空变化特征

基于MK检验、滑动t检验、EOF分析方法,使用近50年（1961-2012年）黑龙江省32个气象基准台站逐日冻土观测数据、气温观测数据,对黑龙江省冻土厚度时空变化特征进行了分析。结果表明：① 近50年黑龙江省冻土厚度减少了12.86 cm,下降速率为-0.53 cm/a,以2001年为界发生了突变。② 冻土厚度空间分布呈现由北厚南薄格局,中部地区冻土厚度较同纬度其他区域偏低;空间变化呈现南部冻土厚度降低快,北部降低慢,中部与西部、东南部呈相反变化的特征,伊春、铁力、漠河观测点为冻土变化敏感区。③ 气温是影响黑龙江省冻土厚度变化的主要因素,与冻土厚度相关系数为-0.611。本文的主要贡献为揭示了黑龙江省冻土厚度的空间变化特征,为相关研究及各级政府规划提供了依据。     

基于FDR原理的冻土测量方法

在我国地面气象观测中,冻土的自动观测一直未能实现,为了解决这一问题,本文基于频域反射(Frequency Domain Reflectometry,FDR)测量原理,通过测量土壤介电常数变化实现冻土测量的方法,设计了一种基于平面电容传感器分层检测冻土的传感器,土壤冻结时,其内部水分会相变为冰,水的介电常数远大于冰,利用水冻结相变后引起介电常数急剧变化的特性,建立了基于土壤介电常数、地温反演冻土的数学模型,并进行了典型土壤实验室冻结试验及外场对比观测试验,结果表明:冻土传感器能正确分辨土壤冻结状态,测量数据与人工观测趋势一致,相关系数可达0.99以上,平均测量误差小于3cm,基于介电特性的冻土传感器可以准确连续测量土壤的冻结深度及其生消变化。     

冻土力学发展的新领域——深土冻土力学

Based on the practice of artificial freezing engineering in deep alluvium and simulation tests, it is found that there exists an obvious difference between frozen soil mechanics for shallow alluvium and for deep alluvium. The concept of frozen soil mechanics for deep alluvium, its research topics and methods are presented in this paper.     

三峡风化砂压实质量快速控制图的制作与应用

三峡风化砂由花岗岩风化而成,由于风化程度不一,其颗粒级配不稳定,属不均匀性材料,通过对风化砂击实验研究,建立了负化砂击实最大干密度ρｄ ｍａｘ与粗粒含量ρ５的数学模型,并以此为基础建立了压实度Ｄ,现场干密度ρｄ,ρ５三因素关系图,经过三年来的工程实际应用,该图查阅快捷,准确,为快速机械化施工创造了条件。     

路基边坡的非均匀变形分析

某岩质路基边坡被１￣２ｍ厚的砂粘土层覆盖,变形具有明显的非均匀性。边坡地下水水位的大幅度抬升是促进其显著变形的关键因素;变形的非均匀性是由地下水动态对降雨过程的迟钝的反应所决定的;地下水动态对降雨过程的敏感程度受控于土层的初始渗透性、降雨方式和降雨量;能够对地下水动态产生明显影响的降雨过程一般应同时满足以下３个条件;ａ．雨前经历过较长时间的炎热天气,土层蒸发强烈、初始渗透性良好;ｂ．降水过程以中到     

正冻土中水热迁移问题的混合物理论模型

在连续统力学的混合物理论框架下研究了冻土的力学 热学性质 ,建立了相应的本构关系 .以此为基础 ,首先给出了层冰形成的一个判别准则 ,研究了孔隙率对冻胀量的影响 ,所得规律能很好地解释已有试验结果 .其次 ,推导出控制冻土水热迁移过程的场方程为具有可动边界的非线性Burgers型方程 ,这一发现为研究土体冻结过程中的非线性效应提供了理论基础 .     

动荷载下冻土中模型桩的沉降试验研究

试验结果表明 ,冻土中桩的沉降过程主要是冻土在剪应力荷载作用下的流变过程 .桩的沉降速度随冻土温度的升高而增大 ,随桩表面粗糙度的增大而减小 ,随地基刚度的增大而增大 .当冻土中含水量达到饱和时 ,桩的沉降速度最小 .当荷载水平较高时 ,对应于动载下的沉降速度小于静载 ;随着荷载水平的降低 ,动载与静载对沉降速度的影响效果逐渐接近 .现有试验条件下 ,桩的沉降速度不随动荷载的频率而变化 .     

广州市轨道交通二十一号线工程路基抗震性测试研究

传统路基动模量法大都进行单路基抗震性能分析,缺乏复合路基抗震性能分析,存在较高的偏差。对广州市轨道交通二十一号线工程路基抗震性进行测试,分析该地地质条件后,通过标准贯入实验法判断原始路基土质液化情况,使用瑞典条分法测试原始路基的抗震性能,判别出该路基液化土层滑动安全系数低、抗震稳定性差,应对其进行复合路基加固。通过圆弧滑动法对加固后的复合路基中碎石桩桩网结构路基以及CFG桩桩网结构路基进行抗震性测试。实验结果表明,所提方法抗干扰性能强且测试结果精度高。     

路基煤矸石填料土-水特征曲线试验研究

煤矸石作为煤层开采和洗选过程中产生的废弃料,常用于路基填筑。压实的路基煤矸石填料存在双孔隙群结构,其土-水特征曲线（SWCC）具有双台阶现象。而SWCC与土体非饱和渗透系数密切相关,对路基内部水分运移以及路基长期累积变形有重要影响。为了探究压实度、粉粒含量、最大颗粒粒径对双台阶SWCC的影响,对路基煤矸石填料进行了一系列压力板试验,并采用描述双台阶SWCC的Bi-V-G公式拟合实测SWCC,分析了模型参数变化规律。试验结果表明,粉粒含量为5%时,不同压实度试样SWCC均存在双台阶现象;粉粒含量为50%时,随着压实度增大,试样SWCC由双台阶形过渡为单台阶形,在0.90和0.95压实度之间存在一个界限值,双台阶现象消失;增大压实度、提高粉粒含量或减小最大颗粒粒径,均会使SWCC台阶高差减小。随着压实度增大或粉粒含量提高,模型参数 、 （与进气值有关的参数）和 、 （与排水程度有关的参数）值均逐渐减小,试样大、小孔隙部分均进气值增大,持水能力提高。     

冻土CT图像中环形伪影和射线束硬化伪影的成因及校正方法

冻土CT图像中不可避免地会出现环形伪影和射线束硬化伪影。为解决这些问题, 分析了两类伪影的特征和形成机理, 提出了降低伪影的硬件优化方案。首先, 通过改变X射线管电压, 以此改变X射线光通量来降低冻土CT图像的环形伪影。其次, 利用不同厚度的滤过材料, 将X射线中的低能射线预先过滤, 使得穿过冻土试样的X射线能谱范围变窄, 以此来降低射线束硬化伪影对试样的影响。对比分析结果表明： 将扫描电压提高到120 kV既能有效降低同类型冻土试样CT图像中的环形伪影, 又能保证图像的质量; 选用材质为2A12、 厚度为18 mm的航空铝材, 在扫描电压为120 kV、 扫描电流为230 mA的条件下可以有效抑制射线束硬化所造成的伪影。