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冰川冻土 2025年

作者：杨如轩张虎何瑞霞金晓颖李善珍王文辉周刚义车富强金会军东北林业大学土木与交通学院/冻土研究所/教育部东北冻土地质系统与环境观测试验研究站黑龙江省自然资源调查院大兴安岭冻土与寒区环境野外科学观测研究站(自然资源部) 中国科学院西北生态环境资源研究院冰冻圈科学与冻土工程重点实验室自然资源部国家林业和草原局重点国有林区森林资源监测中心

优先流是水分沿特定通道快速迁移的现象，与土壤孔隙特性密切相关。在多年冻土区，浅表层优先流主要由降雨、融水及人类活动产生。野外观测研究发现，浅表层优先流对中俄原油管道沿线冻土稳定性构成影响，但相关研究甚少。本文聚焦于大... 详细信息

优先流是水分沿特定通道快速迁移的现象，与土壤孔隙特性密切相关。在多年冻土区，浅表层优先流主要由降雨、融水及人类活动产生。野外观测研究发现，浅表层优先流对中俄原油管道沿线冻土稳定性构成影响，但相关研究甚少。本文聚焦于大兴安岭地区浅表层沉积物中常见的粉质黏土，通过室内显色示踪试验，通过引入四类优先流：随机与规则大孔隙优先流、有机质夹层中微裂隙优先流、标准砂/粉质砂土夹层中指状优先流及碎石夹层中的漏斗状优先流，分析其对大兴安岭粉质黏土冻融循环过程的影响。结果表明：与参照试样密实的粉质黏土试样相比，微裂隙和大孔隙优先流使试样冻结和融化时间分别增加65%～87%和39%～57%，最低温度降低0.4～2.5℃，稳定时间延长1.9～2.4倍，体积含水率提高18%～25%，着色率提升15%～56%，优先流指数高于参照试样48%以上。进一步分析发现，优先流类型、水传输效率及通道连通性显著影响冻融循环过程中的温度与水分分布。本研究可为应对气候暖湿变化下冻土退化及管道维护提供重要科学依据。

关键词：冻融循环优先流水热影响显色示踪粉质黏土大兴安岭北部

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冻融循环下大兴安岭粉质黏土中优先流水热效应显色示踪试验研究

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冰川冻土 2025年第2期47卷 490-503页

作者：杨如轩张虎何瑞霞金晓颖李善珍王文辉周刚义车富强金会军东北林业大学土木与交通学院/冻土研究所/教育部东北冻土地质系统与环境观测试验研究站黑龙江哈尔滨150040 黑龙江省自然资源调查院大兴安岭冻土与寒区环境野外科学观测研究站(自然资源部) 黑龙江哈尔滨150036 中国科学院西北生态环境资源研究院冰冻圈科学与冻土工程全国重点实验室甘肃兰州730000 自然资源部国家林业和草原局重点国有林区森林资源监测中心黑龙江加格达奇165100

优先流是水分沿特定通道快速迁移的现象,与土壤孔隙特性密切相关。在多年冻土区,浅表层优先流主要由降雨、融水及人类活动产生。野外观测研究发现,浅表层优先流对中俄原油管道沿线冻土稳定性构成影响,但相关研究甚少。本文聚焦于大兴安... 详细信息

优先流是水分沿特定通道快速迁移的现象,与土壤孔隙特性密切相关。在多年冻土区,浅表层优先流主要由降雨、融水及人类活动产生。野外观测研究发现,浅表层优先流对中俄原油管道沿线冻土稳定性构成影响,但相关研究甚少。本文聚焦于大兴安岭地区浅表层沉积物中常见的粉质黏土,通过室内显色示踪试验,引入四类优先流——随机与规则大孔隙优先流、有机质夹层中微裂隙优先流、标准砂/粉质砂土夹层中指状优先流及碎石夹层中的漏斗状优先流,分析其对大兴安岭粉质黏土冻融循环过程的影响。结果表明:与参照试样密实的粉质黏土试样相比,微裂隙和大孔隙优先流使试样冻结和融化时间分别增加65%~87%和39%~57%,最低温度降低0.4~2.5℃,稳定时间延长1.9~2.4倍,体积含水率提高18%~25%,着色率提升15%~56%,优先流指数高于参照试样48%以上。进一步分析发现,优先流类型、水传输效率及通道连通性显著影响冻融循环过程中的温度与水分分布。本研究可为应对气候暖湿变化下冻土退化及管道维护提供重要科学依据。

关键词：冻融循环优先流水热影响显色示踪粉质黏土大兴安岭北部

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变暖背景下砾石换填对多年冻土区机场跑道下地温场的影响

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气候变化研究进展 2024年第3期20卷 291-303页

作者：王娇娇张虎金晓颖黄帅王宏伟王文辉詹涛周刚义车富强李艳李新宇何瑞霞张泽张圣嵘李国玉童长江王逊金会军东北林业大学土木与交通学院冻土研究所/教育部东北冻土地质系统与环境观测试验研究站哈尔滨150040 黑龙江省自然资源调查院大兴安岭漠河冻土与寒区环境野外科学观测研究站(自然资源部) 哈尔滨150036 中国科学院西北生态环境资源研究院甘肃遥感重点实验室和黑河遥感试验研究站兰州730000 国家林业和草原局重点国有林区森林资源监测中心加格达奇165100 中国科学院西北生态环境资源研究院冻土工程国家重点实验室兰州730000 哈尔滨工业大学土木工程学院哈尔滨150090

受气候变暖影响,东北北部地区冻融灾害频发,对寒区工程设施造成了重要影响。地基温度场的研究是分析与解决工程基础冻融灾害的重要手段。文中我们以漠河机场跑道为对象,通过有限单元法研究了洁净砾石换填对机场道基温度场的影响,并对运... 详细信息

受气候变暖影响,东北北部地区冻融灾害频发,对寒区工程设施造成了重要影响。地基温度场的研究是分析与解决工程基础冻融灾害的重要手段。文中我们以漠河机场跑道为对象,通过有限单元法研究了洁净砾石换填对机场道基温度场的影响,并对运行30年内道基温度场进行预测。结果表明,换填使季节最大冻结深度(MSF)增加,且换填对道基下MSF的水平影响范围在道面中心线两侧30 m左右。之后,通过比较不同换填深度(1.5(顶)~3.5(底)、1.5~4.5、1.5~5.5和1.5~6.5 m)的道基温度场变化,发现:换填底部深度达到4.5 m时,MSF变化的速率开始减小。最后,根据IPCC第六次评估报告(AR6)未来100年间不同气候变暖速率模型模拟研究了无换填与不同换填深度下的MSF可能变化。结果发现,到2100年,在SSP2-4.5情景下,未换填及不同换填深度的道基下MSF分别为1.63、1.86、1.84、1.84和1.84 m。因此,利用换填法来减少跑道冻融灾害时换填深度应至少达到4.5 m。同时,应加强漠河机场道基地表水与该跑道区地下水的防排水设施建设与维运。研究结果有助于进一步认识换填对多年冻土和活动层水热状态的影响,可为解决道基冻胀和融沉问题提供重要科学依据。

关键词：多年冻土机场跑道地温季节最大冻结深度(MSF) 数值模拟

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