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基于量子布谷鸟算法的冻土区水利工程施工进度优化方法研究
1
作者 高振梅 《陕西水利》 2025年第2期19-21,25,共4页
为缓解冻土区水利工程施工进度控制难问题,提出一种基于量子布谷鸟算法的冻土区水利工程施工进度优化方法。考虑成本、技术水平、资源及冻土环境等因素对施工进度影响,以工期最短、成本最小和质量最高为目标,构建冻土区水利工程施工进... 为缓解冻土区水利工程施工进度控制难问题,提出一种基于量子布谷鸟算法的冻土区水利工程施工进度优化方法。考虑成本、技术水平、资源及冻土环境等因素对施工进度影响,以工期最短、成本最小和质量最高为目标,构建冻土区水利工程施工进度优化模型。为提升模型求解效率,采用量子搜索改进布谷鸟算法予以求解。以水利枢纽为研究对象,设置三种情景验证模型有效性,结果表明:该方法能针对不同施工情景实现进度优化。结果可为实际施工提供理论基础。 展开更多
关键词 施工进度优化 布谷鸟算法 量子算法 冻土区 水利工程
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煤气化粗渣改良季节冻土区黄土填料的冻融特性及其微观机理研究 被引量：1
2
作者 武立波 杨嘉伟 +1 位作者 刘惠阳 陈宏信 《冰川冻土》 CSCD 2024年第3期930-943,共14页
由于周期性的冻融循环作用,中国西北黄土区路基工程极易发生冻融病害,常用的解决方法是用改良黄土作为路基填料。目前工业废弃物改性不良路基土已成为工程地基改良处理的新趋向,鉴于西北地区煤气化渣堆存量巨大且资源化利用率低,尝试用... 由于周期性的冻融循环作用,中国西北黄土区路基工程极易发生冻融病害,常用的解决方法是用改良黄土作为路基填料。目前工业废弃物改性不良路基土已成为工程地基改良处理的新趋向,鉴于西北地区煤气化渣堆存量巨大且资源化利用率低,尝试用煤气化粗渣改良季节冻土区黄土,以素黄土与单掺石灰改良黄土作为对比试验组,通过室内冻融循环试验、电镜扫描、CT扫描试验来探究在冻融循环条件下煤气化粗渣改良黄土的冻融特性及其微观机理,为季节冻土区黄土路基工程稳定性及煤气化渣资源化利用提出一些新的思考。试验结果表明:(1)经历1次与2次冻融循环后,单掺15%煤气化粗渣试验组的冻胀率为0.02%与0.29%,融沉系数为0%与0.05%,素黄土、单掺4%石灰试验组的冻胀率分别为0.43%与0.63%、0.38%与0.42%,融沉系数分别为0.26%与0.22%、0%与0.13%,但在经历3次冻融循环后,单掺15%煤气化粗渣试验组的冻胀率和融沉系数开始增大,5次冻融循环周期内的平均冻胀率和融沉系数分别为0.38%与0.17%,已接近甚至大于素黄土与单掺4%石灰试验组的数值。在前两次冻融循环周期内,平均冻胀率和融沉系数较素黄土组分别减小了70.8%和89.6%。(2)单掺15%煤气化粗渣试样各位置的温度梯度最小,其次是双掺煤气化粗渣与石灰试样,并且这两组试样正负温条件下的导热系数最小。(3)经过5次冻融循环后,单掺15%煤气化粗渣试样各高度的含水率最低。(4)单掺适量的煤气化粗渣在冻融循环的初期能明显地改善黄土的冻融特性,再掺入少量的石灰能使试样在冻融循环前后的孔隙率较素黄土分别降低41.5%与47.8%。总的来说,黄土中掺入煤气化粗渣在冻融循环次数少于3次时能改善黄土路基填料的寒区服役性,但其在更多次冻融循环条件下的冻融特性还需进一步研究。 展开更多
关键词 季节冻土区 煤气化粗渣 黄土 路基填料 冻融特性 微观机理
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冻土区土壤甲烷排放的研究进展及发展趋势
3
作者 张舜尧 施泽明 +3 位作者 杨志斌 周亚龙 张富贵 彭敏 《地学前缘》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期354-365,共12页
作为全球碳循环系统及陆地生态系统的重要组成部分,冻土区土壤甲烷排放在土壤碳库与气候变化之间的反馈联动机制中扮演着关键性角色,并因此成为全球气候变化研究中的前沿热点问题。冻土区土壤甲烷排放的气源主要为微生物产甲烷活动和冻... 作为全球碳循环系统及陆地生态系统的重要组成部分,冻土区土壤甲烷排放在土壤碳库与气候变化之间的反馈联动机制中扮演着关键性角色,并因此成为全球气候变化研究中的前沿热点问题。冻土区土壤甲烷排放的气源主要为微生物产甲烷活动和冻土层、天然气水合物中的气体释放作用,其中,微生物气源的研究较为成熟,而冻土层和天然气水合物气源甲烷的排放研究目前尚停留在定性分析阶段。在影响因子方面,文献计量学统计结果中出现频次最多的关键词依次为土壤温度、湿度和水位条件、有机质含量、地表植被条件等,这些要素可以对甲烷产生、传输和氧化吸收等多个环节产生影响。模型计算法是当前冻土区土壤甲烷排放评估预测的主要方法,包括早期的统计计算模型和近年来出现的基于土壤甲烷排放成因机理的过程模型,相关计算结果有效地支撑了全球气候变化评估研究。通过对冻土区土壤甲烷排放研究成果的梳理和总结,发现当前对冻土区土壤甲烷排放的气源和单因子影响作用认识较为明确,不同尺度的监测和评估方法也较为成熟。但是,对多气源作用下的冻土区土壤甲烷复合排放研究仍然较为薄弱,尤其是在冻土层和天然气水合物的甲烷释放方面,还缺少相关的定量计算研究。与此同时,在影响因子研究方面,也缺少多因素作用下的成因机理和驱动机制分析。因此,可以通过多方法、多因素综合监测研究,利用产甲烷微生物的元基因组分析、多气源土壤甲烷排放的同位素示踪等新技术和新方法,结合卫星遥感等大尺度观测结果,完善冻土区土壤甲烷排放的过程模型。此外,作为全球的“第三极”,青藏高原区域碳循环系统的变化将对亚洲,乃至全球气候变化产生重大影响。因此,还应进一步加强对青藏高原中纬度高原冻土区土壤甲烷排放的相关研究,为区域碳排放的定量评估和全球气候变化的研究提供理论支撑。 展开更多
关键词 冻土区 土壤甲烷排放 气源 影响因子 监测方法 发展趋势
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青海南部陆域冻土区钻孔岩芯地球化学特征及其水合物指示意义
4
作者 周亚龙 杨志斌 +2 位作者 张舜尧 张富贵 王惠艳 《地质学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1279-1290,共12页
为探讨青海南部陆域冻土区烃源岩地球化学异常成因及气源条件,通过分析青海开心岭冻土区TK-1钻孔岩芯样品中酸解烃、荧光光谱、甲烷碳同位素含量及垂向迁移变化特征,解析其烃类地球化学异常成因,剖析岩芯中烃类异常与裂隙或破碎带、水... 为探讨青海南部陆域冻土区烃源岩地球化学异常成因及气源条件,通过分析青海开心岭冻土区TK-1钻孔岩芯样品中酸解烃、荧光光谱、甲烷碳同位素含量及垂向迁移变化特征,解析其烃类地球化学异常成因,剖析岩芯中烃类异常与裂隙或破碎带、水合物稳定带、烃类运聚成藏过程的响应关系,研究其对天然气水合物及烃类运聚的地球化学指示意义。结果显示:钻孔岩芯中烃类在62~80 m、112~119 m、150~169 m和254~350 m深度段出现明显的地球化学异常富集特征,钻孔岩芯酸解烃中烃类组成、参数比值(C_(1)/ΣC_(1-5)、C_(1)/ΣC_(2-5)、C_(1)/ΣC_(2-3)、iC_(4)/nC_(4)等)、甲烷碳同位素(δ^(13)C_(PDB))显示烃类以热解成因为主,包括油型裂解气、凝析油伴生气、煤成气和少量的无机成因气。二叠系那益雄组煤系烃源岩处于高—过成熟阶段,其热演化过程中的生排烃气可能是形成水合物所需气体的重要来源。冻土带的封盖“挡板效应”,在冻土层下方形成烃类地球化学强异常,可作为天然气水合物及烃类运聚等异常现象的指示。裂隙或破碎带内岩芯酸解烃组分含量相对较高,随着深度变化,烃类组分呈现明显的“色层效应”,显示裂隙或破碎带对烃类的运移、聚集具有一定控制作用。 展开更多
关键词 酸解烃 甲烷碳同位素 天然气水合物 地球化学 开心岭冻土区
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冻融循环对季冻土区粉质黏土-混凝土界面剪切性能的影响
5
作者 王伯昕 高银龙 +1 位作者 王清 刘佳奇 《吉林大学学报（地球科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1592-1603,共12页
为探究季冻土区粉质黏土-混凝土界面剪切性能,进行了不同冻融循环次数、土体含水率和法向应力的粉质黏土-混凝土二元体冻融循环试验和直剪试验,探讨了界面抗剪强度、抗剪强度参数和抗剪强度损伤度的变化规律。结果表明:直剪试验得到的应... 为探究季冻土区粉质黏土-混凝土界面剪切性能,进行了不同冻融循环次数、土体含水率和法向应力的粉质黏土-混凝土二元体冻融循环试验和直剪试验,探讨了界面抗剪强度、抗剪强度参数和抗剪强度损伤度的变化规律。结果表明:直剪试验得到的应力-应变曲线均发生应变硬化现象,可分为弹性变形阶段(剪切位移为0~3 mm)和弹塑性变形阶段(剪切位移为4~15 mm);冻融循环对界面抗剪强度有劣化作用,即通过对土体造成损伤,导致界面内摩擦角和黏聚力下降,从而降低界面抗剪强度;随着冻融循环次数增加,界面抗剪强度损伤度增加,当冻融循环进行0、4次,抗剪强度损伤迅速,冻融循环进行12~20次,抗剪强度损伤较缓,最大界面抗剪强度损伤度为25%;土体含水率的增加对抗剪强度有削弱作用,随着土体含水率的增加,界面内摩擦角降低,但黏聚力先增加后减小,当土体含水率为20.7%时,黏聚力达到最大值;法向应力的增加对抗剪强度有增强作用。 展开更多
关键词 混凝土 粉质黏土 界面 剪切性能 冻融循环 抗剪强度 季冻土区
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天然热释光测量技术在多年冻土区天然气水合物勘查中的应用
6
作者 王惠艳 唐瑞玲 毕婧 《物探与化探》 CAS 2024年第1期24-30,共7页
冻土区天然气水合物形成机理复杂,成因多源,发展多种捕捉微渗漏信息技术,提高勘查成功率是亟需解决的难题。本文首次把天然热释光测量技术应用于冻土区天然气水合物勘查中,利用RGD-6型热释光剂量仪测试了祁连山冻土区土壤样品热释光强度... 冻土区天然气水合物形成机理复杂,成因多源,发展多种捕捉微渗漏信息技术,提高勘查成功率是亟需解决的难题。本文首次把天然热释光测量技术应用于冻土区天然气水合物勘查中,利用RGD-6型热释光剂量仪测试了祁连山冻土区土壤样品热释光强度,总结出适用于木里冻土区天然气水合物勘查的加热程序,以及样品取样粒级。试验结果表明,祁连山冻土区土壤样品最佳取样粒级为-60~100目,最佳升温速率应设置为5℃/s,最佳升温区间为50~400℃。根据祁连山冻土区土壤天然热释光强度异常特征,圈定了天然气水合物在地表的异常边界,天然热释光强度异常模式为顶部异常,与烃类异常模式存在良好的对应关系。土壤天然热释光不受微生物的影响,灵敏度高,是一种很有前景的寻找天然气水合物的方法,在今后的冻土区天然气水合物资源勘查过程中可以将这种技术加以推广。 展开更多
关键词 天然热释光 粒级 温度 天然气水合物 冻土区 祁连山
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断层作用下季节性冻土区埋地输气管道安全性分析
7
作者 郝润霞 付中方 《中国测试》 CAS 北大核心 2024年第1期160-165,共6页
季节性冻土区埋地输气管道在断层作用下的安全性受到诸多因素影响,为研究管道内天然气温度、管道埋置深度、管道内压、管道壁厚对埋地输气管道安全性的影响,借助有限元软件ABAQUS建立管土非线性相互接触模型模拟断层错动。分析可得,在... 季节性冻土区埋地输气管道在断层作用下的安全性受到诸多因素影响,为研究管道内天然气温度、管道埋置深度、管道内压、管道壁厚对埋地输气管道安全性的影响,借助有限元软件ABAQUS建立管土非线性相互接触模型模拟断层错动。分析可得,在研究的数据范围内:埋地输气管道在断层作用下的最大应力出现在断层附近的管道上,虽然断层两侧管道均有应力集中,但是两侧应力集中分布范围与峰值大小并不相同;提高管道内天然气温度可以降低埋地输气管道在断层错动下的应力,降低埋地输气管道破坏的可能性;浅埋管道能够减小断层作用下埋地输气管道应力,降低埋地输气管道被破坏的可能性;埋地输气管道内压越高,管道应力随断层错动增长的越迅速,发生破坏的可能性越大;埋地输气管道壁越厚,管道应力随断层错动增长的越缓慢,发生破坏的可能性越小。 展开更多
关键词 有限元 断层 埋地输气管道 季节性冻土区
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江河源冻土区土壤碳氮空间分布特征及其影响因素 被引量：2
8
作者 李世珍 袁自强 +9 位作者 林琳 陈方方 王金牛 高怡婷 雷汶杰 刘佳 彭贻菲 沈琦 金会军 罗栋梁 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第12期5246-5258,共13页
江河源区是我国高寒生态安全屏障的重要区域,冻土的长期存在使其形成低温冻结环境,弱化了土壤微生物活性,抑制了土壤有机质的矿化过程,因而其近地表浅层土壤碳氮含量高。然而,土壤碳氮含量对不同冻土分区和环境因素响应的空间分异规律... 江河源区是我国高寒生态安全屏障的重要区域,冻土的长期存在使其形成低温冻结环境,弱化了土壤微生物活性,抑制了土壤有机质的矿化过程,因而其近地表浅层土壤碳氮含量高。然而,土壤碳氮含量对不同冻土分区和环境因素响应的空间分异规律尚不清楚。为此,针对江河源4个不同冻土区(季节冻土区、岛状多年冻土区、不连续多年冻土区、片状连续多年冻土区)共11个样点进行植被样方调查、土壤分层采样。在分析碳氮含量的基础上,探讨了年均地温(MAGT)、活动层厚度(ALT)、海拔(ASL)、土壤深度(SD)、植被特征及土壤pH对土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、碳氮比(C/N)的影响。结果表明:(1)SOC、TN、C/N在片状连续多年冻土区最高,在季节冻土区最低,且与年均地温负相关,和海拔正相关;(2)江河源区SOC、TN、C/N随土壤深度的增加而降低,自表层至40cm深度整体下降幅度分别为58.45%、36.96%、17.01%;(3)SOC、TN、C/N与植被覆盖度(FVC)显著正相关(P≤0.05),与土壤pH值显著负相关(P≤0.01);(4)冗余分析表明,土壤pH、MAGT、ALT、SD、FVC是影响江河源区SOC、TN、C/N空间分布的关键因素。研究结果可为厘清气候趋暖条件下江河源区土壤碳氮空间分异规律及多年冻土热稳定性对土壤碳氮排放的影响提供科学基础,同时也有助于预测多年冻土区土壤碳氮空间变化。 展开更多
关键词 江河源区 冻土区 土壤有机碳 全氮 碳氮比 活动层
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多年冻土区石油污染土物理性质、石油迁移及修复现状 被引量：2
9
作者 晏忠瑞 黄健 +2 位作者 万旭升 路建国 刘志良 《环境科学研究》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1336-1347,共12页
随着多年冻土区石油资源的开发,石油污染问题日益严重。本文概述了多年冻土区石油污染土的物理性质和修复技术,以及石油污染物的迁移规律和模型。通过回顾相关研究发现:①在微观结构上,多年冻土区石油污染土平均孔隙度没有变化,但孔径增... 随着多年冻土区石油资源的开发,石油污染问题日益严重。本文概述了多年冻土区石油污染土的物理性质和修复技术,以及石油污染物的迁移规律和模型。通过回顾相关研究发现:①在微观结构上,多年冻土区石油污染土平均孔隙度没有变化,但孔径增大,孔隙数量减少,各向异性程度降低。②土壤受到石油污染后,其导热率和冻结温度会显著降低,从而减少了土壤冻结成冰的分凝量和冻胀量。③位于多年冻土上部活动层的石油随冻融循环调控水分而发生迁移,而低渗透率的多年冻土层是有效阻止石油垂直迁移的天然屏障。④现有的石油迁移模型可分为两类:一是非水相流体在多孔介质中的渗流模型,二是非水相流体在多孔介质中的浓度分布模型。多年冻土区石油迁移模型的建立受多种因素的影响,特别是要考虑多年冻土区特殊的气候条件,如低温、淋滤和冻融循环等。⑤多年冻土区石油污染土壤的修复技术包括物理、化学和生物修复。其中,物理修复是应急首选,快速高效但成本较高;化学修复效果明显,但易造成二次污染;生物修复经济环保,但在多年冻土区受到诸多限制,且时效性长。总体而言,由于多年冻土区的石油污染场地的复杂性和多变性,单一的修复技术往往难以解决污染问题,联合使用物理、化学和生物修复方法是未来重要的发展趋势。 展开更多
关键词 多年冻土区 石油污染 物理性质 迁移过程 修复方法
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不同压力下冻土区水合物法封存CO_(2)的实验研究 被引量：1
10
作者 高强 赵建忠 +1 位作者 侯斌 张驰 《石油与天然气化工》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期49-55,63,共8页
目的水合物法封存CO_(2)稳定性良好、储气密度高,是一种极具潜力的碳封存方式,利用冻土区的地层条件更具独特优势,将CO_(2)气体注入冻土区地层中,在一定的温度和压力条件下,形成固态CO_(2)水合物实现封存。方法依据国内冻土地区地层深... 目的水合物法封存CO_(2)稳定性良好、储气密度高,是一种极具潜力的碳封存方式,利用冻土区的地层条件更具独特优势,将CO_(2)气体注入冻土区地层中,在一定的温度和压力条件下,形成固态CO_(2)水合物实现封存。方法依据国内冻土地区地层深度对应的温度和压力条件,选取不同地层深度(150 m和200 m)对应温度(1.27℃和2.72℃)和有效孔隙含水率(40%),研究不同注气压力(3.5 MPa、4.5 MPa和5.5 MPa)下的封存特征。分析封存过程的温度和压力变化、封存速率、最终水转化率和最终封存率等动力学规律。结果封存压力越高,水合物法封存所需的诱导时间越短,压力降幅越大。较高的封存压力导致初期封存速率较慢,缓慢封存期的持续时间减少,且封存压力越高,封存率、最终水转化率和水合物相饱和度越高。封存温度越高,压力对封存率的影响效果越明显。结论在地层深度150 m(对应地层平均温度1.27℃)、5.5 MPa及有效孔隙含水率(40%)的条件下,CO_(2)封存效果最佳。 展开更多
关键词 冻土区 水合物 CO_(2) 封存 注气压力
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2000~2021年北半球多年冻土区NDVI变化趋势及其影响因素 被引量：1
11
作者 李羽莹 刘桂民 +5 位作者 吴晓东 王耀新 康国慧 赵俊 董云霞 王琳 《地球科学与环境学报》 CAS 北大核心 2024年第3期321-333,共13页
气候变暖正在导致北半球多年冻土区的土地覆被类型和植被生物量发生快速变化,而不同冻土类型区和不同土地覆被类型区对气候变化的响应程度尚不清楚。基于Slope趋势分析和皮尔逊相关性分析,量化了2000~2021年北半球多年冻土区归一化植被... 气候变暖正在导致北半球多年冻土区的土地覆被类型和植被生物量发生快速变化,而不同冻土类型区和不同土地覆被类型区对气候变化的响应程度尚不清楚。基于Slope趋势分析和皮尔逊相关性分析,量化了2000~2021年北半球多年冻土区归一化植被指数(NDVI)的时空变化及其对气候变化的响应。结果表明:约21.43%的多年冻土区NDVI值表现出显著增长趋势,其中连续和不连续多年冻土区的NDVI值增长速率是零星多年冻土区的2~3倍。在月尺度上,约33.75%多年冻土区的NDVI值在6月呈显著增长趋势,其中连续多年冻土区和灌丛植被类型区的增长速率最快。气温、降水量和活动层厚度均呈显著上升趋势,积雪覆盖率呈下降趋势。气温升高对俄罗斯等低纬度冻土区的植被生长起到了促进作用;降水在蒙古高原等一些特定干旱区对植被生长具有促进作用,但在俄罗斯中部和加拿大南部存在不利影响;积雪对于俄罗斯南部等积雪覆盖较低地区的植被生长有促进作用,而对于北极等积雪覆盖较高的地区存在不利影响;活动层厚度的增加有助于俄罗斯北部等冻土区的植被加速生长。总之,北半球多年冻土区植被整体呈增长趋势,气温升高仍然是北半球多年冻土区植被生长的主控因素,但不同多年冻土类型区的NDVI值增长有着明显的月份差异,因此在以后植被模型的发展和改进时需要考虑月份的差异。 展开更多
关键词 归一化植被指数 气温 降水 积雪 活动层厚度 时空变化 皮尔逊相关性分析 多年冻土区
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降雨诱发浅层冻土区边坡土剥落颗粒流模拟:以G214线典型冻土区路基边坡为例 被引量：1
12
作者 蔡沛辰 毛雪松 +2 位作者 何沛 郑盛超 运志辉 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第26期11423-11431,共9页
为明确降雨诱发浅层冻土区边坡土剥落机理,以G214线典型冻土区路基边坡为例,基于颗粒流和等效降雨法,模拟不同坡度和冲刷速度下边坡坡面土的剥落过程,从边坡形态、颗粒运移规律、力链演化规律和剥落量等方面详细进行探究。结果表明:浅... 为明确降雨诱发浅层冻土区边坡土剥落机理,以G214线典型冻土区路基边坡为例,基于颗粒流和等效降雨法,模拟不同坡度和冲刷速度下边坡坡面土的剥落过程,从边坡形态、颗粒运移规律、力链演化规律和剥落量等方面详细进行探究。结果表明:浅层冻土区边坡土受到雨水冲刷后,仅在坡面浅层部位出现坑槽,并提出边坡形态系数(τ)来定量化表征边坡形态的凹凸程度。边坡形态总体变化态势可概括为:笔直平坦(1.0≤τ<1.40)、粗糙不整(1.40≤τ<1.50)和凹凸不平(1.50≤τ)。土颗粒间接触力演化主要发生在降雨冲刷作用初期,冲刷过程中接触力演化特征并不明显。随循环次数增加,冲刷速度越大接触数量总体越少,但最终稳定状态下的接触数量近乎相同。此外,边坡浅层土在冻融循环作用下结构疏松是导致冻土区坡面土易被雨水冲刷剥落和坡面易形成冲沟的本质原因。 展开更多
关键词 浅层冻土区 路基边坡 降雨冲刷 剥落 颗粒流
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1960—2023年我国东北典型季节性冻土区冻融指数及冻土退化影响因素分析
13
作者 李保琦 张楚楚 +4 位作者 周毓彦 丁红 吕航 常诚 燕玉亮 《水利水电技术（中英文）》 北大核心 2024年第8期161-173,共13页
【目的】季节性冻土的冻融循环过程显著影响了流域水循环和冻土层的演变。明晰冻融过程演变规律,为保障季节性冻土区生态及水利水电工程的建设和运行管理提供理论支撑。【方法】基于我国东北部典型季节性冻土区的10个气象站和冻土观测... 【目的】季节性冻土的冻融循环过程显著影响了流域水循环和冻土层的演变。明晰冻融过程演变规律,为保障季节性冻土区生态及水利水电工程的建设和运行管理提供理论支撑。【方法】基于我国东北部典型季节性冻土区的10个气象站和冻土观测站数据,分析1960—2020年冻融指数的时空分布特征,计算了最大冻结深度、冻结开始日期、完全融化日期、冻融期、冻土退化速率,并结合气候(年平均气温、冻结温度变化率、冻结指数、融化指数)及地理参数(经纬度、海拔),利用相关性分析评估1960—2023年典型季节性冻土区最大冻结深度、冻土退化速率与冻融状态的影响。【结果】我国东北部典型季节性冻土区冻结指数以55.10℃·d/10 a的速率减小,融化指数以60.80℃·d/10 a的速率增加。60 a间最大冻结深度范围为68.00~260.00 cm,冻土退化速率范围为0.07~1.45 cm/a,开始冻结日期推迟速率为1.15 d/10 a,完全融化日期以4.71 d/10 a的速率显著提前,冻融期以5.60 d/10 a的速率缩短。【结论】冻结指数与纬度的相关性大,而融化指数与海拔相关性强。我国东北部典型季节性冻土区最大冻结深度主要受年平均气温和纬度影响,冻土退化主要受冻结温度变化率影响,冻融期显著受年平均气温影响。 展开更多
关键词 冻融特征 时空演变 影响因素 贡献分解 季节性冻土区
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高寒季节性冻土区铁路路桥过渡段冻胀特性数值模拟研究 被引量：3
14
作者 董亮 吴贻珂 +2 位作者 邹佳安 韩笑 苏永华 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期68-78,共11页
铁路路桥过渡段是整个线路中至关重要部分,也是相对薄弱部位,高寒季节性冻土区铁路路桥过渡段填土冻胀引起墩台梁体变形变位,对线路平顺性造成了很大影响。针对高寒季节性冻土区铁路路桥过渡段冻胀问题,基于热力耦合理论,采用ABAQUS软... 铁路路桥过渡段是整个线路中至关重要部分,也是相对薄弱部位,高寒季节性冻土区铁路路桥过渡段填土冻胀引起墩台梁体变形变位,对线路平顺性造成了很大影响。针对高寒季节性冻土区铁路路桥过渡段冻胀问题,基于热力耦合理论,采用ABAQUS软件建立铁路路桥过渡段数值模型,分析过渡段温度场与填土冻胀发展变化规律,探讨由桥台后填土冻胀引起的桥梁-桥台-填土相互作用。结果表明:材料热力学特性与桥台温度边界是影响温度场平衡过程与分布规律的主要因素,且距桥台距离增加,影响逐渐减弱;过渡段土体地温具有正弦分布、相位滞后与振幅衰减规律;随着填土水平冻胀变形发展,桥台会逐渐发生侧移和倾斜,进而导致桥梁与桥台顶紧,影响桥梁结构安全。 展开更多
关键词 铁路 路桥过渡段 高寒季节性冻土区 冻胀变形 季节性冻土 热力耦合 数值模拟
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无机材料改良季节冻土区碳酸盐渍土试验及其方案评价
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作者 陈克政 黄帅 +3 位作者 胡争 丁黔 柳艳杰 丁琳 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2024年第5期124-132,138,共10页
为解决松嫩平原碳酸盐渍土对工程的不利影响,且削弱季节冻土区冻融循环对碳酸盐渍土带来的损伤,采用无机材料石灰和粉煤灰对碳酸盐渍土进行改良。研究了不同改良方案下碳酸盐渍土抗剪强度的变化及其抵抗冻融循环的能力;通过熵权-TOPSIS... 为解决松嫩平原碳酸盐渍土对工程的不利影响,且削弱季节冻土区冻融循环对碳酸盐渍土带来的损伤,采用无机材料石灰和粉煤灰对碳酸盐渍土进行改良。研究了不同改良方案下碳酸盐渍土抗剪强度的变化及其抵抗冻融循环的能力;通过熵权-TOPSIS模型对各改良方案进行评价。结果表明:石灰和粉煤灰均会提升碳酸盐渍土的抗剪强度,但是石灰的改良效果远胜于粉煤灰,石灰会使得碳酸盐渍土的应力-应变曲线变成应变软化型;粉煤灰在提升碳酸盐渍土抵抗冻融损伤能力上表现得比较突出;而双掺石灰和粉煤灰明显兼顾了强度和抵抗冻融损伤能力这2个指标;在考虑力学性能、抗冻融能力以及经济等因素时,石灰和粉煤灰的掺量均为12%的方案最优。 展开更多
关键词 季节冻土区 改良碳酸盐渍土 无机材料 熵权-TOPSIS模型
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叶片宽度对多年冻土区螺旋桩承载特性影响试验研究
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作者 张维嘉 郭春香 +2 位作者 蒋代军 刘涛 杨迅 《兰州交通大学学报》 CAS 2024年第5期121-129,共9页
多年冻土区连续叶片螺旋桩在季节活动层无螺旋叶片,多年冻土层螺旋叶片与冻土咬合,竖向承载性能良好。通过模型试验方法对多年冻土区螺旋桩叶片宽度的承载特性进行了试验,研究了其承载力曲线与轴力曲线,最后提出多年冻土地区螺旋桩单桩... 多年冻土区连续叶片螺旋桩在季节活动层无螺旋叶片,多年冻土层螺旋叶片与冻土咬合,竖向承载性能良好。通过模型试验方法对多年冻土区螺旋桩叶片宽度的承载特性进行了试验,研究了其承载力曲线与轴力曲线,最后提出多年冻土地区螺旋桩单桩承载力估算公式,主要得到如下结论:无叶片的桩承载力远小于带有叶片的螺旋桩,叶片宽度对螺旋桩承载力影响显著,螺旋桩承载力随叶片宽度增加逐渐增加。不同叶片宽度的螺旋桩,桩身轴力沿桩身深度方向逐渐递减,随着荷载增加桩端承载力逐渐增加,无螺旋叶片的桩桩身轴力变化远小于带有螺旋叶片的桩,桩身无螺旋叶片区域轴力变化幅度与无螺旋叶片的桩相同,桩身有叶片区域轴力变化幅度远大于无叶片区域,随着叶片宽度增加桩身轴力变化幅度逐渐增大。极限承载力随外径与内径比增大,正比例增大,试验可得到外径越大,螺旋桩的极限承载力越高。使用改进公式计算单桩竖向承载力在工程实践中可以有效估算单桩承载力设计值。 展开更多
关键词 多年冻土区 连续叶片螺旋桩 竖向承载力 模型试验 承载力设计
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基于InSAR的青藏工程走廊多年冻土区地表形变监测及稳定性评价研究 被引量：1
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作者 杜青松 《测绘学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第7期1463-1463,共1页
以青藏工程走廊多年冻土区地表形变为研究对象,以长时间序列地表形变数据的获取、时空变化分析、影响因素分析和形变数据利用为主线,首先通过广域InSAR技术获取了覆盖研究区范围内的长时序升、降轨SAR卫星一维视线向的形变结果,以影像... 以青藏工程走廊多年冻土区地表形变为研究对象,以长时间序列地表形变数据的获取、时空变化分析、影响因素分析和形变数据利用为主线,首先通过广域InSAR技术获取了覆盖研究区范围内的长时序升、降轨SAR卫星一维视线向的形变结果,以影像获取日期为约束条件解算出二维(东西向和垂直向)形变信息。然后以垂直向形变结果为依据,利用GIS空间分析方法分析了研究区地表形变的时空特征,应用地理探测器方法实现对形变驱动因子的分析。最后以垂直形变数据为依据,利用正态分布统计、Sen趋势分析、M-K显著性检测和Hurst指数计算实现对研究区及交通工程的稳定性评价和高危区域识别及预警工作。论文取得了以下主要研究成果。 展开更多
关键词 HURST指数 稳定性评价 地表形变 形变数据 形变信息 多年冻土区 显著性检测 预警工作
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1974—2020年大兴安岭北部多年冻土区积雪变化及其与地面、空气温度的关系
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作者 宝乐尔其木格 张秋良 郝帅 《地理科学》 CSSCI CSCD 北大核心 2024年第1期159-167,共9页
基于大兴安岭北部多年冻土区5个气象站1974—2020年逐日气温、地面温度、积雪深度资料,利用气象统计方法分析了积雪气候特征及长期变化、积雪物候变化及积雪对温度的影响,结果表明:大兴安岭北部冻土区积雪深度年内变化呈单峰型,积雪深... 基于大兴安岭北部多年冻土区5个气象站1974—2020年逐日气温、地面温度、积雪深度资料,利用气象统计方法分析了积雪气候特征及长期变化、积雪物候变化及积雪对温度的影响,结果表明:大兴安岭北部冻土区积雪深度年内变化呈单峰型,积雪深度最大出现在2月,平均17.9 cm,年积雪日数为161.5 d,积雪日数和积雪深度最大月份不重合。年均积雪深度为10.6 cm,最大积雪深度平均为22.6 cm,近47 a年均积雪深度呈弱的上升趋势。积雪初日显著推迟,终日显著提前,使得积雪持续日数明显缩短。研究区年均积雪深度和冷季地面−雪面温差呈较好的正相关,年最大积雪深度和冷季地面−雪面温差亦呈较好的正相关,积雪深度越大其对地面的隔热作用越大,年均积雪深度每增加1 cm,地面−雪面温差升高0.4211℃,年最大积雪深度每增加1 cm,地面−雪面温差升高0.2889℃,年均积雪深度对冷季地面−雪面温差的影响更大。 展开更多
关键词 大兴安岭北部 多年冻土区 积雪物候 地面−雪面温差
原文传递
冻土区桥梁桩基础抗震试验研究现状及展望
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作者 齐煜 张熙胤 +2 位作者 王万平 黄安琪 张文静 《地震研究》 CSCD 北大核心 2024年第1期51-61,共11页
总结了现阶段冻土区桥梁桩基础抗震试验研究的主要任务,从试验的目的、优势、设计和不足等方面对冻土三轴压缩试验、桩-冻土体系拟静力试验和地震模拟振动台试验的研究现状进行了系统的总结与分析,提出了相应的改进措施和发展方向。考... 总结了现阶段冻土区桥梁桩基础抗震试验研究的主要任务,从试验的目的、优势、设计和不足等方面对冻土三轴压缩试验、桩-冻土体系拟静力试验和地震模拟振动台试验的研究现状进行了系统的总结与分析,提出了相应的改进措施和发展方向。考虑到室内试验中桥梁桩基础-冻土相互作用体系实施难度的问题,提出了采用子结构试验方法开展冻土区桥梁抗震试验的思路。 展开更多
关键词 冻土区 桥梁桩基础 三轴压缩试验 拟静力试验 振动台试验
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凋落物处理对大兴安岭多年冻土区白桦林土壤磷组分的影响
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作者 赵佳龙 满秀玲 +1 位作者 高明磊 刘巧娟 《冰川冻土》 CSCD 2024年第3期1043-1054,共12页
磷是植物生长发育过程中必不可少的元素,探究大兴安岭多年冻土区凋落物输入变化对不同林龄白桦林土壤磷组分的影响,能够为气候变化条件下高纬度地区森林生态系统磷有效性及影响机制研究提供参考。本文选择大兴安岭多年冻土区不同林龄(3... 磷是植物生长发育过程中必不可少的元素,探究大兴安岭多年冻土区凋落物输入变化对不同林龄白桦林土壤磷组分的影响,能够为气候变化条件下高纬度地区森林生态系统磷有效性及影响机制研究提供参考。本文选择大兴安岭多年冻土区不同林龄(30 a、45 a、66 a)白桦林为研究对象,于2021年10月分别进行了凋落物去除和凋落物加倍处理,在2022年8月进行取样,采用Hedley磷分级法对0~20 cm土层土壤磷组分及环境因子进行测定与分析,探究凋落物对多年冻土区森林土壤磷组分的影响。结果表明,凋落物加倍处理提高了3个林龄白桦林土壤活性磷和中等活性磷含量,其中30 a白桦林0~10 cm土层土壤H2O-Pi含量增加显著(P<0.05),3个林龄白桦林10~20 cm土层土壤NaHCO_(3)-Pi含量均显著增加(P<0.05),30 a白桦林0~20 cm土层土壤NaOH-Pi含量显著增加(P<0.05)。而去除凋落物处理降低了3个林龄白桦林土壤活性磷和中等活性磷含量,其中,30 a和45 a白桦林各土层土壤NaOH-Pi含量显著下降(P<0.05),66 a白桦林0~20 cm土层土壤磷含量下降程度各不相同。凋落物处理对稳定态磷(HCl-Pi、HCl-Po、Residual-P)影响相对较小。冗余分析表明,30 a白桦林土壤磷组分主要受pH和可溶性有机碳的影响,45 a白桦林主要受pH和NO_(3)--N的影响,而66 a白桦林主要受土壤含水率和可溶性有机碳的影响。凋落物输入增加会促进寒温带白桦林土壤磷的活性,提高土壤磷的有效性。因此,在白桦林经营管理过程中,要保护好凋落物。 展开更多
关键词 多年冻土区 次生林 凋落物 土壤活性磷 林龄
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