季冻区土质路堑边坡浅层含水率变化研究

采用现场实测和室内试验相结合的方法,研究季节性气温变化、边坡深度、坡面植物种类和坡面朝向等因素对边坡土体含水率变化的影响规律。结果证明:边坡土体冻结过程中,水分向冻结区迁移;随着冻结深度增加,含水率的变化也会向深处发展;坡面木本植物比草本植物有更明显的吸水作用;边坡含水率和土体温度的变化影响土体的强度,边坡土体温度在0℃以上时,土体强度主要受含水率变化的影响,当土体温度在0℃以下时,强度主要受温度变化的影响;三轴试验证明:边坡土体的黏聚力首先随着含水率的增加而增大,含水率达到15%以后,边坡土体的黏聚力随含水率的增大而减小;边坡土体的内摩擦角基本上是随着含水率的增大而减小。研究成果可为季节性冻土地区高等级公路路堑边坡冻融失稳的预警提供判据。

含水量对渠道保温板保温耐久性的影响及保温板厚度设计

北方渠道大多使用保温板防止混凝土衬砌受冻胀破坏。在计算保温板厚度时为了降低成本,容易忽略保温板使用过程中受各种因素的影响导致保温效果变差的情况,使混凝土衬砌达不到设计使用年限便提前被破坏。内蒙古河套灌区试验结果表明,由于受酸雨、冻融作用、含水量等因素的影响,保温板保温效果平均每年降低0.9℃,其中受含水量变化的影响最大。经试验测得:聚苯乙烯保温板(EPS)含水量每增加1%,会导致导热系数增大5%。基于多层材料串联热阻叠加原理和热阻等效原理,对保温板厚度计算公式进行完善,并提出相应的铺设方法和施工技术要求。该设计对保温板在季节性冻土区的推广应用具有一定参考价值。

季节性冻土区路基土的冻胀特性分析

在季节性冻土区的路基工程中,冻胀、融沉和翻浆都会对道路产生较严重的破坏。根据2000—2002年间对吉林省长余高速公路路基冻胀观测所获得的资料,分别分析了温度、水分、土质、路基类型等因素对路基冻胀的影响。

季节性冻土条件与水田灌溉制度制定方法的理论研究

黑龙江省是全国典型的季节性冻土区，冻土造成了不同于我国南方的特殊的近地表地下水状况，它对本区农业、水利等许多方面都产生深刻影响。本文研究季节性冻土水田灌溉制度制定方法的理论。

冻融期不同时间灌水对土壤水热影响的试验研究

为了揭示冻融期不同时间灌水对土壤水分运移和温度分布的影响,设置了未灌水裸地L0和冻融期7个不同时间灌水地块(即L1、L2、L3、L4、L5、L6和L7,灌水1次,灌水量225 m^(3)/hm^(2)),跟踪监测冻融期不同地块土壤剖面温度和土壤含水率。结果表明:灌水对0~20 cm的土壤含水率和温度影响显著,不稳定冻结阶段初灌水对整个冻融期的土壤温度具有明显的降温效应,较L0降低2~4℃;当地表冻层形成并稳定时,灌水对土壤温度具有一定的增温效应,较L0提高1~2℃。冻融期较早的灌水对土壤剖面0~60 cm的储水效果较好,不稳定冻结初期灌水2~10 cm的土壤含水率L1较L0提高69.0%;稳定冻结阶段灌水对0~25 cm土壤平均含水率提高44.5%,消融解冻阶段灌水0~40 cm土壤平均含水率较L0提高19.0%~34.0%。稳定冻结阶段灌水具有较为积极的水热效应。

季冻区边坡地下水渗流模型试验

随着季节冻土区的交通网络建设和基础设施建设项目不断增多,季节冻土区边坡工程冻融灾害问题越发严重。中国在此方面的研究起步较晚,中国学者虽积极开展研究;但较少有人通过试验手段研究地下水位变化对季节冻土区边坡的影响。使得季节冻土区边坡因春融期地下水上升引起的冻融-渗流稳定性问题成为亟待研究的课题之一。通过室内模型试验,揭示季节冻土区粉质黏土边坡在不同初始含水率、相同坡比的条件下,随着地下水位的升高,粉质黏土边坡在春融期破坏形式由浅层滑坡破坏向整体破坏过渡。

基于CLM4.5模式的季节冻土区土壤参数化方案的模拟研究

利用位于季节冻土区的中国科学院那曲高寒气候环境观测研究站那曲/BJ观测点的野外观测数据,通过CLM4.5的单点模拟实验,分析评估了Luo土壤热导率参数化方案、Johansen土壤热导率参数化方案、Coté土壤热导率参数化方案和虚温参数化方案对土壤温、湿度的模拟能力,为将来选取最优的参数及参数化方案来更合理的模拟青藏高原土壤冻融过程为目的的工作提供依据。结果表明:(1)三种土壤热导率参数化方案模拟结果的土壤热传导率有明显差异,其中Coté方案的土壤热传导率最高,Luo方案的土壤热传导率最低。(2)三种热传导率方案均能合理地模拟出土壤温湿度的日变化趋势,Johansen方案对土壤温度年变化趋势模拟的更好,Coté方案对土壤温度模拟的数值较观测值偏离的更小,Luo方案对土壤湿度的模拟更好。(3)加入虚拟温度方程,并引入相变效率参数后,减少了模式对土壤湿度模拟的负偏差,Y-L方案在保持土壤温度较好模拟能力的基础上,能够进一步的提升土壤湿度的模拟能力。

季节性冻土地区牵引变电所接地方案研究

在季节性冻土地区,地面冻土层的土壤电阻率随季节性因素变化很大,将严重影响接地网的安全性能,此时采用参数合适的复合接地网将比水平接地网具有更好的降阻效果及安全性能。以哈牡铁路亚沟牵引变电所为例,采用CDEGS软件进行仿真计算的方法,分析在季节性冻土地区影响接地网安全性能的四个因素(水平均压带网格大小;垂直接地极数量、长度及位置),得出采用水平均压带与垂直接地极相结合的复合接地网方案为工程最佳方案。

格宾在季节冻土区高地下水位渠道护坡工程中的冻胀适应性研究

季节冻土区因基土冻融破坏而造成的渠道护坡工程的位移、破坏屡见不鲜,大型高地下水位渠道渠基土含水率高、冻胀性强、冰推力大,对护砌结构综合指标要求更高。室内模型试验与示范工程表明,格宾网垫护坡结构可有效地降低渠道边坡土体的冻前含水率,具有较强的基土冻胀、融沉适应性,而且又有较强的生态效果。将为进一步完善格宾结构的抗冻理论与工程实践提供参考。

季节性冻土区地下水状况与道路“返浆”及防治

寒区非高等级路面的道路“返浆”，至今仍未找到彻底的防治办法。本文用边缘学科近地表地下水新理论，探索道路“返浆”

季节性冻土路基防冻胀技术研究

为了研究季节性冻土地区的防冻胀措施及其效果,在G109国道青海省橡皮山段铺设了垫层不同的2个断面,即参照断面和试验断面,并对温度、含水量及路面变形数据进行了分析。结果表明:试验断面下的最大季节冻结深度小于1m,小于天然地面下的季节冻结深度;在冷季期间,两试验段在冻结深度范围内的含水量较低,低于起始冻胀含水量;参照断面的变形比较稳定,路面有微小上升,而试验断面路面没有上升现象;在季节性冻土地区采用碎石路面垫层加隔水土工膜能有效减少季节冻深,并减小道路冻胀变形。