基于遗传算法的冻土路基融沉可靠性分析

在冻土路基融沉变形极限状态方程的基础上,从可靠度指标的几何涵义出发,提出了基于遗传算法的冻土路基融沉可靠度指标和失效概率的计算方法。该法是一种全局优化算法,能有效克服传统搜索算法易陷入局部极小值的缺点,不需要对功能函数进行直接转换,避免了功能函数比较复杂时所带来的求解困难,特别适合求解非线性规划问题。以青藏铁路冻土路基的具体实例,验证了本方法的准确性和有效性     

青藏公路沿线多年冻土区活动层起始冻融时间的时空变化特征和影响因素

多年冻土区活动层冻融格局对气候系统、能量平衡、水文过程和生态系统有重要的影响,地表冻融时间是反映冻融格局时空变化的重要指标。为了探明多年冻土区活动层起始冻融时间的影响因素和机制,通过对青藏公路沿线8个典型活动层观测场地表起始融化时间（OOT）和起始冻结时间（OOF）进行研究,分析了不同观测场起始冻融时间的时空差异及其影响因素。结果表明：（1）青藏高原多年冻土区活动层起始融化主要发生在4月中下旬,起始冻结主要发生在10月中下旬。OOT的年际变化幅度远大于OOF,每年起始冻结的发生较起始融化更为准时。（2）起始融化发生时的气温普遍比起始冻结发生时高1~4℃。气温对OOT的影响要比对OOF大,其中OOT的变化主要与春季气温有关,冬季气温对其影响不大。（3）植被和土壤水分对OOT和OOF有重要调节作用,土壤含水率越高,植被状况越好,起始融化和冻结的发生时间往往越迟。（4）在起始融化和冻结阶段,厚度较大和持续时间较长的积雪对地温变化有明显的抑制作用,对OOT和OOF有延迟作用。     

CLM3.5模式对青藏高原玛曲站陆面过程的数值模拟研究

利用通用陆面过程模式(CLM3.5)和青藏高原玛曲站2010年6月-2011年2月的观测资料进行了9个月的单点数值模拟试验。通过比较辐射通量、能量通量、土壤温度及土壤含水量的模拟值和观测值,结果表明,CLM3.5模式能较成功地模拟玛曲地区的陆面能量与水分特征。该模式对夏季向上短波辐射的模拟较好,冬季整体偏小。向上长波辐射的模拟整体较好,但模拟值稍偏大。净辐射的模拟整体较好,模拟值与观测值的相关系数为0.99,偏差为-1.28 W.m-2。感热通量的模拟较差,整体显著偏高。潜热通量的模拟较好,随季节变化特征明显。土壤热通量的模拟夏季较好,冬季土壤冻结及消融期的偏差较大,主要原因与冬季模拟的积雪偏少有关。土壤温度的模拟夏季较好、冬季较差,6层土壤温度模拟值与观测值的相关系数均在0.98以上,平均偏差为-1.80℃。模式较好地模拟出了冬季土壤冻结后存留的未冻水,冻结后土壤含水量的模拟较该模式以前的版本有了很大的改善,6层土壤含水量模拟值与观测值的平均相关系数为0.94,平均偏差为-0.015m3.m-3。     

多年冻土区输电线路冻融灾害防控研究

随着我国冻土区输电线路的不断建设,冻土问题日益引起人们的关注,如何正确处理多年冻土与输电线路工程的关系,已成为输电线路建设的关键问题之一. 文中主要就多年冻土区输电线路建设所遇到的冻融灾害以及相应对策进行了分析和讨论. 相对于公路和铁路,输电线路基础均为埋入式基础,对冻土扰动强烈、传热作用突出. 输电线路属于点线工程,在线路选线和设计阶段,通过输电线路选线、塔基类型的合理确定,可在很大程度上避免或减少冻融灾害的产生. 在选择塔基类型时应重视冻拔作用对塔基稳定性的影响. 输电线路基础为明挖基础时,施工周期和时间的选择、施工过程的控制等对减少热扰动作用明显. 随着工程同步进行的冻土基础监测,对输电线路塔基稳定性分析、工程合理转序、运营维护都具有重要意义. 输电线路建设中的冻土问题在不同建设阶段,防控重点均有所不同,只有全面把握,才能科学应对.     

冻融过程对生物结皮中齿肋赤藓叶绿素荧光特性的影响

以新疆古尔班通古特沙漠苔藓结皮中的优势种齿肋赤藓（Syntrichia caninervis Mitt．）为研究对象,利用便携式调制叶绿素荧光仪Mini-PAM（Walz公司,德国）测定其在冻融作用影响下叶绿素荧光特性的变化特征。结果表明,冻结过程中随着处理温度的降低,齿肋赤藓的初始荧光（F0）、最大荧光产量（Fm）、PSⅡ的最大光化学效率（Fv /Fm）、PSⅡ的潜在活性（Fv /F0）、PSⅡ实际光化学效率（ΦPSⅡ）、光合电子传递速率（ETR）和光化学猝灭系数（qP）均呈显著下降的趋势（P<0.05）,而非光化学猝灭系数（NPQ）则逐步上升。低温胁迫下NPQ的增加表明齿肋赤藓PSⅡ系统通过提高非辐射性热耗散消耗过剩光能,从而保护PSⅡ反应中心免受因吸收过多光能而引起的光氧化伤害。消融过程中,齿肋赤藓的叶绿素荧光参数（F0、Fm、Fv /Fm、Fv /F0、ΦPSⅡ、ETR和qP）可恢复至未冻结前的正常水平。齿肋赤藓叶绿素荧光强度和诱导曲线的形状在冻融过程中均随处理温度的降低或升高而发生了明显的变化。一定范围内的低温胁迫不会对齿肋赤藓的光合器官造成永久伤害,光合系统仍维持在可恢复的状态。     

1966-2004年青藏铁路沿线年冻结与融化指数的变化趋势

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 indices 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 （significant 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.     

环境因素对路基沉降影响的分析

在秦沈线的路基沉降观测过程中,发现在上部填土荷载恒定不变的情况下,不同区段、路基的不同平面位置上测得的沉降过程曲线,有的发生陡降,有的发生较大沉降后又产生回弹.在详细分析了沉降过程曲线、地下水位变化曲线等资料的基础上,发现上述异常现象是抽取地下水和冻融作用这两个环境因素所致,抽取地下水会引起沉降猛增,而冻融作用会使沉降发生往复变化.本文较为详细地阐述了这两个环境因素影响沉降过程的方式,并且就抽取地下水对沉降的影响作了一些量化的分析.     

丽江干河坝冰-岩碎屑流地貌、沉积特征与成因机制分析

2004年3月12日,云南省丽江市玉龙雪山南坡发生了较大规模的冰-岩碎屑流型高速远程滑坡。位于斜坡顶部（高程为4 337~5 350 m）的岩体和冰川块体沿着高陡岩壁向下滑动,在峡谷地形控制下于干河坝内形成体积约11.2×10⁶ m³的滑坡堆积体。本文通过遥感影像分析和现场调查,对干河坝冰-岩碎屑流的地貌与堆积特征进行了详细研究,初步阐释了干河坝冰-岩碎屑流发生的成因机制和运动过程。研究结果表明,节理裂隙发育、源区冻融作用加剧和历史地震效应是此次地震的诱发因素。地形的坡度变化特征、滑体表面“乘船石”结构及内部岩屑的定向排列表明滑坡的运动过程可分为碰撞破碎阶段和扩散堆积阶段。滑坡堆积区广泛分布的“冰川乳坑”和冰水沉积物暗示堆积体底部松散沉积物减阻或是干河坝冰-岩碎屑流具有远程效应的有利因素。深入理解干河坝冰-岩碎屑流的地貌特征及运动学过程,对揭示高速远程滑坡的超强运动机理具有重要的理论意义,同时对我国西部高寒山区大型滑坡灾害的预测预警亦具有现实意义。     

吉林省季节冻土区年冻融指数的时空变化特征

Based on the meteorological data from 46 meteorological stations in Jilin Province from 1961 to 2015, the spatiotemporal changes of annual freezing/thawing index and its relationship with longitude, latitude, altitude were studied by the method of climatic diagnosis analysis in Jilin Province. The results showed that the freezing index had decreased gradually from north to south, and the thawing index had decreased from west to east in the province. The freezing index showed a significant downward trend, with the climatic tendency rates of AFI(air freezing index)of -48. 7 ℃·d·(10a)^-1and SFI(surface freezing index)of -166. 8 ℃·d·(10a)^-1. The ATI(air thawing index)and STI(surface thawing index)increased significantly at 57 ℃·d·(10a)^-1 and 93. 7 ℃·d·(10a)^-1, respectively. The SFI, ATI, and STI had mutated in 2001, 1994, and 1997, respectively. In the 1960s and 1970s, the freezing index was very high and the thawing index was extremely low. The trend of freezing thawing index in the future was consistent with the past, when the freezing index had an downward trend and the thawing index had an upward trend. The freezing index was mainly affected by latitude and increased with the rise of latitude. The thawing index was mainly affected by altitude and decreased significantly with the rise of altitude. The climatic tendency of freezing index increased with the rise of altitude, and the climate tendency of the thawing index increased with the rise of latitude. © Journal of Glaciology and Geocryology.     

饱水砂层中结构的融沉附加力研究

在试验研究的基础上,探讨了饱水砂层的竖向冻结及融化过程土中结构切向受力的变化．试验结果表明,冻结饱和砂土融化过程可分为负温升温、相变和自由水温升３个阶段;与此对应,融化沉降过程可分为开始、急降和缓降３个阶段;而模型结构切向应力则经历了上升、陡降和缓降３个过程;最终模型受有切向融沉压缩附加应力．这对于进一步研究季节性冻土中的结构受力、冻结井井壁应力历史以及井壁裂漏颇有意义．