检索结果-内蒙古大学图书馆

冰川冻土 2023年第5期45卷 1544-1554页

作者：翟金榜张泽张圣嵘 Andrey MELNIKOV 杨雪东北林业大学交通学院/寒区科学与工程研究院黑龙江哈尔滨150040 东北林业大学土木工程学院黑龙江哈尔滨150040 东北多年冻土区地质环境系统教育部野外科学观测研究站黑龙江哈尔滨150040 俄罗斯科学院新西伯利亚分院梅尔尼科夫冻土研究所俄罗斯联邦雅库茨克117997

冻融循环导致颗粒破碎和团聚的过程中,将会显著改变颗粒的尺寸和形态。为研究冻融循环对颗粒尺寸和形态的影响规律,试验选用青藏粉土为研究对象,分别进行0、1、5、10、50、100次封闭系统下的自由冻融循环试验。对冻融后的试样采用移液... 详细信息

冻融循环导致颗粒破碎和团聚的过程中,将会显著改变颗粒的尺寸和形态。为研究冻融循环对颗粒尺寸和形态的影响规律,试验选用青藏粉土为研究对象,分别进行0、1、5、10、50、100次封闭系统下的自由冻融循环试验。对冻融后的试样采用移液管法进行粒度成分测试后,采用PIP9.1型颗粒图像处理仪进行长径比、圆度等颗粒形态参数测试分析。试验结果表明:冻融作用导致颗粒的棱角边缘发生破碎,粒径小于0.001 mm的颗粒质量百分比增大。颗粒长径比主要分布在1~3之间,占比94%以上,且长径比的半对数柱状图符合正态分布。圆度分布在0.09~1之间,且100次冻融循环后颗粒的平均圆度增大。100次冻融循环后,颗粒的长径比及尺寸减小,圆度增大,颗粒形状趋近于圆形。整体发现经过冻融的过程中青藏粉土颗粒在发生团聚和分裂的过程中,伴随着强烈的磨圆作用。

关键词：冻融循环颗粒尺寸颗粒形态长径比圆度青藏粉土

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不同施工季节对多年冻土区锥柱式基础地温回冻影响

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吉林大学学报（地球科学版） 2023年第2期53卷 502-513页

作者：张军张泽郭磊谢春磊金豆豆翟金榜东北林业大学土木工程学院/寒区科学与工程研究院哈尔滨150040 东北多年冻土区地质环境系统教育部野外科学观测研究站(东北林业大学) 哈尔滨150040 东北多年冻土区环境、道路建设与养护协同创新中心(东北林业大学) 哈尔滨150040 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 内蒙古自治区交通建设工程质量监测鉴定站呼和浩特010051 中国科学院大学北京100049 东北林业大学交通学院哈尔滨150040

为研究多年冻土区输电线塔基锥柱基础在不同季节施工条件下其地温的整体回冻过程,以及不同季节施工对多年冻土的扰动特点,从保持多年冻土地温稳定性的角度优化大开挖类基础施工时期,采用数值模拟的方法,以青藏直流输电工程为背景,利用... 详细信息

为研究多年冻土区输电线塔基锥柱基础在不同季节施工条件下其地温的整体回冻过程,以及不同季节施工对多年冻土的扰动特点,从保持多年冻土地温稳定性的角度优化大开挖类基础施工时期,采用数值模拟的方法,以青藏直流输电工程为背景,利用查拉坪地区地质及气象资料,并选择了典型月份(1月、4月、7月和10月)对锥柱基础不同季节施工后早期地温场进行了计算分析。结果表明:秋冬季(10月和1月)施工后,锥柱基础周围土体将保持冻结,其中1月施工后最快10 d回填区土体和天然冻土的温度差异即可消失,回填土热扰动较小;春夏季(4月和7月)施工会增大回冻期活动层深度和基础底部的融化深度,特别是7月施工可使活动层深度降低至基底(4.0 m),而4月施工由于增高了回填土土体温度,导致整个回冻时间长达195 d,不利于基础的重新冻结和后续工作的开展。考虑到10月后外界气温逐渐降低,因此,10月至次年1月可以作为多年冻土区锥柱基础的最佳施工期。

关键词：多年冻土区锥柱基础施工季节回冻温度场施工时间

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石冰川形成机制、运动特征及水文效应研究进展

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冰川冻土 2023年第2期45卷 409-422页

作者：周宇李国玉马巍金会军陈敦毛云程杜青松福建工程学院土木工程学院地下工程福建省高校重点实验室福建福州350118 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甘肃兰州730000 中国科学院大学工程科学学院北京100049 中国科学院西北生态环境资源研究院大兴安岭冻土工程与环境观测研究站黑龙江加格达奇165000 东北林业大学东北多年冻土区地质环境系统教育部野外科学观测研究站/土木工程学院寒区科学与工程研究院黑龙江哈尔滨150040 西北民族大学土木工程学院甘肃兰州730000

石冰川是含冰的舌状或叶状多年冻结地质体,广泛分布于全球范围内的高海拔和高纬度冰缘区,是多年冻土边界的重要代用指标。活动型石冰川沿山谷/坡向下缓慢蠕动,其活动性在全球变暖背景下逐渐增强,成为一种日益重要的寒区地质灾害。此外,... 详细信息

石冰川是含冰的舌状或叶状多年冻结地质体,广泛分布于全球范围内的高海拔和高纬度冰缘区,是多年冻土边界的重要代用指标。活动型石冰川沿山谷/坡向下缓慢蠕动,其活动性在全球变暖背景下逐渐增强,成为一种日益重要的寒区地质灾害。此外,石冰川内部含有大量冰体,是干旱与半干旱地区一种重要的淡水资源。基于国内外研究进展,将石冰川分为倒石堆型、岩屑覆盖型、冰碛型、昆仑山型,并分别讨论了不同类型石冰川的形成机制。石冰川的运动主要由多年冻土蠕变、冻胀融沉、整体前进,以及岩屑与冰的补给等过程组成,其时空变化主要受到气候条件、地形环境、内部结构,以及外力作用等多种因素的共同影响。石冰川对全球变暖的响应主要表现为地温增加引起的局部区域运动加速或失稳以及多年冻土融化导致的石冰川失活。在冰川退缩及季节性积雪持续时间缩短背景下,冰碛型石冰川表面的岩屑覆盖层作为保温隔热层,可以保护下伏冰体减缓融化,延缓和降低石冰川对气候变化的响应,成为干旱与半干旱地区一种日益重要的水资源。我国目前已有超过13511条石冰川纳入编目,总面积超过945.51 km2,但仍然十分缺乏系统性的石冰川编目及长期的现场监测和模型研究。

关键词：石冰川多年冻土气候变化冰缘地貌寒区地质灾害

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冻融循环作用下砂土粒组变化的分形特征及其与长期强度的相关性分析

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冰川冻土 2022年第6期44卷 1820-1832页

作者：刘启张泽张圣嵘恽晴飞付峻松东北林业大学土木工程学院/寒区科学与工程研究院/冻土研究所黑龙江哈尔滨150040 东北林业大学东北多年冻土区地质环境系统教育部野外科学观测研究站/东北多年冻土区环境、道路建设与养护协同创新中心黑龙江哈尔滨150040 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甘肃兰州730000 上海长凯岩土工程有限公司上海200093

在季节冻土区施工时,冷暖交替所产生的冻融循环作用是寒区工程破坏的主要原因之一,还原土体受冻融作用时的性质和状态尤为重要。制备了不同冻融循环次数的砂土试样,使用球形模板压入仪测试冻结砂土的长期强度,利用分形理论以及显著性分... 详细信息

在季节冻土区施工时,冷暖交替所产生的冻融循环作用是寒区工程破坏的主要原因之一,还原土体受冻融作用时的性质和状态尤为重要。制备了不同冻融循环次数的砂土试样,使用球形模板压入仪测试冻结砂土的长期强度,利用分形理论以及显著性分析的方法研究了不同冻融循环次数下两种冻结砂土的粒组与长期强度的变化规律。结果表明:对于细砂(FS),分形维数DB与长期强度变化呈极显著正相关,其中≥0.15~0.20 mm和≥0.25~0.40 mm粒组与长期强度的拟合优度较好,为FS的优势粒级;对于中砂(MS),分形维数DB与长期强度呈微正相关,变化呈“竖向N”趋势波动,其中≥0.30~0.40 mm和≥0.40 mm粒组与长期强度的拟合优度较好,为MS的优势粒级;其他粒组含量与长期强度变化并无明显关联。冻融作用改变了土体中粗、细颗粒粒组的含量配比。同时,随着整体粒径区间的增大,优势粒级也随之增大,表现为冻结砂土的长期强度会随着某些粒级含量的增加呈现先降低后升高的趋势。研究结果可为受冻融作用地区长期强度的测定提供理论参考。

关键词：冻融循环长期强度冻结砂土粒组分形维数

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中国东北兴安岭地区年冻融频次的分布规律

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冰川冻土 2022年第2期44卷 415-426页

作者：魏豪张泽 Andrey MELNIKOV 金豆豆高思如冯文杰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甘肃兰州730000 东北林业大学土木工程学院/寒区科学与工程研究院黑龙江哈尔滨150040 东北林业大学东北多年冻土区地质环境系统教育部野外科学观测研究站/东北多年冻土区环境、道路建设与养护协同创新中心黑龙江哈尔滨150040 俄罗斯科学院西伯利亚分院梅尔尼科夫冻土研究所俄罗斯联邦雅库茨克117997 中国科学院大学北京100049

冻融循环是影响寒区工程和环境变化的重要因素之一,而年冻融频次(冻融循环的年累计量)是可以直接标定冻融循环对寒区工程和环境造成影响大小的物理量,对寒区环境下年冻融频次的调查有重要意义。以中国东北兴安岭地区为研究对象,选取兴... 详细信息

冻融循环是影响寒区工程和环境变化的重要因素之一,而年冻融频次(冻融循环的年累计量)是可以直接标定冻融循环对寒区工程和环境造成影响大小的物理量,对寒区环境下年冻融频次的调查有重要意义。以中国东北兴安岭地区为研究对象,选取兴安岭地区18个气象站点1990—2017年地表温度数据进行整理,得出兴安岭地区各个站点的年冻融频次,并在空间分布和时间序列上分析了年冻融频次的变化情况。结果表明:年冻融频次在中国东北兴安岭地区随着纬度增加逐渐增多,随着经度的增加逐渐减少,随着海拔升高而逐渐增多,且均具有良好的线性趋势;年冻融频次在1990—2017年呈明显的减少趋势,在2004年前后发生突变。进一步分析发现,在影响年冻融频次空间分布的3个因素中,经纬度影响较大,海拔影响相对较小;在时间上年冻融频次变化与东北地区NDVI变化情况呈现良好的负相关性,表明年冻融频次在一定程度上与当地植被覆盖度有关,且随植被覆盖度的增加而减少。

关键词：年冻融频次兴安岭中国东北经度纬度海拔

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多年冻土区斜坡稳定性研究综述

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冰川冻土 2022年第1期44卷 203-216页

作者：李艳金会军温智赵子龙金晓颖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甘肃兰州730000 中国科学院大学资源环境学院北京100049 东北林业大学东北多年冻土区地质环境系统教育部野外科学观测研究站/土木工程学院与寒区科学与工程研究院黑龙江哈尔滨150040 甘肃省交通规划勘察设计院股份有限公司甘肃兰州730000

全球变暖、极端天气频发,引发的地质灾害对自然生态环境和人类生产生活造成了很大的影响。尤其对气候变化较为敏感的高温(年平均地温>-1°C)和高含冰量多年冻土区,气候变暖以及人类活动导致的冻融地质灾害日益频繁。冻土退化条件... 详细信息

全球变暖、极端天气频发,引发的地质灾害对自然生态环境和人类生产生活造成了很大的影响。尤其对气候变化较为敏感的高温(年平均地温>-1°C)和高含冰量多年冻土区,气候变暖以及人类活动导致的冻融地质灾害日益频繁。冻土退化条件下,土体结构和物理力学性质发生改变,黏聚力和抗剪强度降低,造成多年冻土区斜坡发生滑坡、崩塌、泥流等灾害。斜坡失稳加剧了多年冻土区脆弱生态环境的恶化,同时对建(构)筑物安全运营产生威胁。与非冻土区相比,多年冻土区斜坡稳定性研究主要针对高含冰量斜坡段,斜坡失稳模式主要以热融滑塌和活动层滑脱为主。热融滑塌由斜坡段地下冰暴露融化引起,而活动层滑脱产生的原因是冻土融化导致土体孔隙水压力过大,形成的超孔隙水压力降低了土体强度,造成斜坡失稳。此外,多年冻土区斜坡失稳模式还包括融冻泥流、崩塌以及蠕变滑坡等。通过综述近期多年冻土区斜坡稳定性研究进展,概括了多年冻土区斜坡失稳的模式、特征、影响因素、失稳机理、分析方法及防治措施等,并对未来多年冻土区斜坡失稳的研究重点提出建议。

关键词：气候变化多年冻土斜坡稳定性

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电势梯度对冻结黄土电渗效果影响的试验研究

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冰川冻土 2021年第4期43卷 1083-1091页

作者：金豆豆张泽冯文杰王金国岳攀杨曙光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甘肃兰州730000 东北林业大学土木工程学院/寒区科学与工程研究院哈尔滨黑龙江150040 中国科学院大学北京100049 东北多年冻土区地质环境系统教育部野外科学观测研究站(东北林业大学)/东北多年冻土区环境、道路建设与养护协同创新中心(东北林业大学) 哈尔滨黑龙江150040 雅砻江水电开发有限公司四川成都610051

研究发现,通电作用下冻土中的未冻水会发生迁移,这种持续的迁移是一个复杂的物理化学过程,并最终伴随着冻胀的过程。为了探究这一电场作用对冻土的影响,选取冻结冻胀敏感性较高的粉质兰州黄土作为研究对象,分析其在3、4和5V·cm-1... 详细信息

研究发现,通电作用下冻土中的未冻水会发生迁移,这种持续的迁移是一个复杂的物理化学过程,并最终伴随着冻胀的过程。为了探究这一电场作用对冻土的影响,选取冻结冻胀敏感性较高的粉质兰州黄土作为研究对象,分析其在3、4和5V·cm-1电势梯度作用下的阴阳极变形量、通电前后水分分布规律和电流及电能损耗。结果表明:随着电势梯度的增大,土体阴阳极变形量的差值逐渐增大,且阴极都发生膨胀,阳极发生沉降;随着电势梯度的增大,水分由阳极至阴极的迁移量增大,电流降低的幅度增大,两者变化特征与含水率差值变化特征类似;在5V·cm-1的电势梯度下,电能总能耗最大,单位含水率能耗最小。

关键词：冻土电渗电势梯度冻胀水分迁移

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多年冻土区天然气管道建设关键技术

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冰川冻土 2021年第2期43卷 628-637页

作者：李欣泽金会军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甘肃兰州730000 中国科学院大学资源环境学院北京100049 中石化石油工程设计有限公司山东东营257026 东北林业大学土木工程学院/东北多年冻土区地质环境系统教育部野外科学观测研究站/寒区科学与工程研究院黑龙江哈尔滨150040

多年冻土地区天然气资源丰富,资源勘探开发和天然气外输管道建设日益受到重视。温带地区传统、常规的天然气管道设计、施工、运维方法、技术在多年冻土区遇到很大的挑战。因此,以管道工程设计者的角度,总结多年冻土区天然气管道的设计... 详细信息

多年冻土地区天然气资源丰富,资源勘探开发和天然气外输管道建设日益受到重视。温带地区传统、常规的天然气管道设计、施工、运维方法、技术在多年冻土区遇到很大的挑战。因此,以管道工程设计者的角度,总结多年冻土区天然气管道的设计、施工和项目风险管理3个大项14个子项关键技术,主要包括管土水、热、力耦合系列的管输气冷却技术和传热计算技术,材料、应力系列的管道断裂控制技术和基于应变的管道设计技术,公用配套系列的连续多年冻土接地技术、不连续冻土区阴极保护技术、冻土区站场基础、管道支撑设计技术和建筑物模块化和设备撬装化技术,施工系列的特殊施工装备、冰雪公路修建、低温焊接和焊缝100%检测技术,以及自然环境、社会人文和技术等风险管理技术。希望能够为北极、高山和高原多年冻土区天然气管道建设提供新思路。

关键词：多年冻土区天然气管道设计与施工关键技术

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管道运行温度和埋深对北极输气管道周围温度场的影响

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油气与新能源 2022年第4期34卷 58-67页

作者：李欣泽吴青柏金会军中国科学院西北生态环境资源研究院中国科学院冻土工程国家重点实验室中国科学院大学资源与环境学院中石化石油工程设计有限公司东北林业大学土木工程学院东北林业大学寒区科学与工程研究院东北林业大学东北多年冻土区地质环境系统教育部野外科学观测研究站

北极地区特殊的地质和岩土条件决定了常规的管道设计将面临巨大挑战,如,管道埋设深度和管道运行温度就没有标准规范可遵循。依托规划中的阿拉斯加天然气管道工程实际,利用管道与冻土热传导数值计算模型对不同埋深、不同运行温度下输气... 详细信息

北极地区特殊的地质和岩土条件决定了常规的管道设计将面临巨大挑战,如,管道埋设深度和管道运行温度就没有标准规范可遵循。依托规划中的阿拉斯加天然气管道工程实际,利用管道与冻土热传导数值计算模型对不同埋深、不同运行温度下输气管道周围土体的温度场变化进行了研究。计算结果表明:5℃正温管道加剧了冻土退化,管底下方融化深度主要受管道运行温度的影响,在浅埋、中埋、深埋3种方式下30年最大融化深度分别达到4.2 m、5.5 m和6.5 m,其中管道深埋方式对融化圈的发展具有促进作用;-1℃冷输管道可以保护冻土,有效抬升人为多年冻土上限,维持管基土处于冻结状态,3种埋深方式下人为多年冻土上限分别抬升至0.38 m、1.09 m和1.55 m,其中管道浅埋方式影响最大。建议在不连续多年冻土区管道可以采取浅埋的敷设方式,同时,通过调控管道运行温度接近-1℃,既保证了管道结构安全、保护了冻土环境,同时还能减少施工作业、降低工程投资。

关键词：多年冻土输气管道土壤温度场管道运行温度埋深数值评估

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内蒙古鄂尔多斯高原古冰缘遗迹科学考察研究进展

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冰川冻土 2021年第1期43卷 263-273页

作者：何瑞霞金会军蒋观利张泽陈雪梅 Raul David SERBAN Mihaela SERBAN Jef VANDENBERGHE Valentin V.SPEKTOR Hugh M.FRENCH 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甘肃兰州730000 东北林业大学东北多年冻土区地质环境系统教育部野外科学观测研究站(内蒙古额尔古纳)/土木工程学院/寒区科学与工程研究院黑龙江哈尔滨100040 Applied Geomorphology and Interdisciplinary Research Centre Department of GeographyWest University of TimisoaraTimis 300223Romania Department of Earth Sciences VU UniversityDe Boelelaan 10851081 HV AmsterdamNetherlands Laboratory of General Geocryology Melnikov Permafrost InstituteRussian Academy of SciencesYakutsk 677010SakhaRussia Departments of Geography and Earth Sciences University of OttawaOntarioCanada Department of Geography University of VictoriaBritish ColumbiaCanada

冰缘遗迹(特别是冷生楔形构造及融冻褶皱)是重建古气候及第四纪晚期多年冻土环境的重要证据。内蒙古鄂尔多斯高原是我国北方地区冰缘现象最为发育的地区之一。为准确了解鄂尔多斯高原冰缘遗迹类型及其分布特征、区域冻土演化历史等,中... 详细信息

冰缘遗迹(特别是冷生楔形构造及融冻褶皱)是重建古气候及第四纪晚期多年冻土环境的重要证据。内蒙古鄂尔多斯高原是我国北方地区冰缘现象最为发育的地区之一。为准确了解鄂尔多斯高原冰缘遗迹类型及其分布特征、区域冻土演化历史等,中国科学院西北生态环境资源研究院和荷兰自由大学共同组成科研小组,于2018年5—6月组织了"鄂尔多斯高原冰缘遗迹科学考察"。考察区域涉及靖边—城川—乌审旗—鄂尔多斯东胜区一带约12000km2的范围。考察内容主要包括鄂尔多斯高原冰缘遗迹类型及特征、分布区域、各类型冰缘遗迹所指示的气候条件的初步推断等。结果表明:冻融褶皱和冷生楔体构造是鄂尔多斯高原主要存在的两大类冰缘遗迹。基于本次考察中关于冰缘遗迹的分布与特征等新发现,并综合前人研究成果,初步推断:在气温极低、多年冻土非常发育的时段,有利于形成各类冷生楔状构造,如冰楔假形和大型原生砂楔等;在气候转暖、多年冻土退化,但还没有全部融化完阶段,可能形成融冻褶皱;区域性大面积分布和成群出现的融冻褶皱一般反映较暖气候环境下,多年冻土层上部已退化到一定程度。基于光释光(OSL)年代测试结果,结合冰缘遗迹的特征及其所指示的古气候环境,初步重建了鄂尔多斯5万年以来的冻土环境变化序列。区内多年冻土在多年冻土最大期(LPM,25~19ka BP)时最发育,以大面积连续多年冻土为主;之后,随气温转暖,总趋势呈退化状态,多年冻土分布逐渐变为片状→岛状→零星斑状,直至现今全部融完变为深季节冻土区。

关键词：内蒙古鄂尔多斯古冰缘遗迹冷生楔形构造冻融褶皱科学考察

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