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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变载条件下饱和冻结石英粉孔压和变形响应

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中南大学学报(自然科学版) 2025年

作者：姜喆张虎郑波雷宏林丑亚玲东北林业大学土木与交通学院中国科学院西北生态环境与资源研究所冻土工程国家重点实验室中铁西南科学研究院有限公司兰州理工大学土木工程学院

冻土易受外界温度和荷载变化的影响而变形，寒区工程建筑的破坏多是由冻土地基融沉与压缩变形引起的，这不仅对建筑物的安全性构成巨大威胁，而且增加后期维护成本。冻土变形与孔隙水压力密切相关，目前针对冻土孔隙水压力研究已有许多... 详细信息

冻土易受外界温度和荷载变化的影响而变形，寒区工程建筑的破坏多是由冻土地基融沉与压缩变形引起的，这不仅对建筑物的安全性构成巨大威胁，而且增加后期维护成本。冻土变形与孔隙水压力密切相关，目前针对冻土孔隙水压力研究已有许多成果，但关于变载条件下的冻土孔压响应研究较少。本研究以石英粉为研究对象展开冻土压缩试验。在试验过程中，冻结试样的温度梯度保持稳定，监测其在荷载逐级施加下的变形过程以及不同层位处的孔压变化。研究结果表明：饱和冻结石英粉在逐级施加上覆荷载过程中，孔隙水压力迅速增大、逐渐升高至峰值后在波动中消散，整体呈缓慢消散状态；试样温度越高，初始干密度越小，相同位置的孔隙水压力峰值越大；冻结状态试样的孔隙水压力峰值随测试深度的增加而增大，冻土的变形呈增大趋势，且随荷载的逐级增加而减小；试样变形与孔隙水压力之间存在正线性关系。

关键词：石英粉温度梯度逐级加载变形孔压

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基于DSR理论-综合云理论的中俄冻土区管道保温层效果失效类型研究

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冰川冻土 2024年第2期46卷 625-636页

作者：朱美全金晓颖车富强王宏伟王文辉周刚义李国玉李新宇何瑞霞杨如轩唐建军李善珍张泽金会军东北林业大学土木工程学院/冻土研究所黑龙江哈尔滨150040 东北林业大学寒区科学与工程研究院/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 中国科学院西北生态环境资源研究院甘肃省遥感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 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 哈尔滨工业大学土木工程学院黑龙江哈尔滨150090

冻土区管道保温层效果与评价指标变化的随机性密切相关,以往冻土区管道保温层效果评价模型存在一定的局限性与不足。为了提升冻土区管道保温层效果模型的应用效果,本文基于驱动力-状态-响应(Driving force-State-Response,DSR)理论、综... 详细信息

冻土区管道保温层效果与评价指标变化的随机性密切相关,以往冻土区管道保温层效果评价模型存在一定的局限性与不足。为了提升冻土区管道保温层效果模型的应用效果,本文基于驱动力-状态-响应(Driving force-State-Response,DSR)理论、综合云理论和迭代运算方法相结合的综合评价方法,构建适用于中俄冻土区管道保温层效果的评价模型。为了验证冻土区管道保温层效果评价模型的科学性,以中俄管道沿线(漠河—大庆段)四处典型监测区域MDX007、MDX113、MDX304和MDX364为实例,应用评价模型对管道保温层效果的失效类型和失效可能性概率进行了综合分析。结果表明:运用评价模型可以科学指导中俄原油管道保温层效果的评估,并依据相应的保温层效果失效类型结果给出对应的措施建议。综合云模型能够结合不同理论模型的优势,保证冻土工程环境评价的科学性,通过置信度值验证,具有良好的应用前景。研究成果可为中俄原油管线安全稳定运营提供战略性的科学支撑。

关键词：冻土区管道保温措施热效果驱动力-状态-响应(DSR)模型综合评价云模型

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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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运输机械荷载对土的黏着性特征影响研究

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森林工程 2023年第2期39卷 157-164页

作者：李航张泽金豆豆翟金榜杨林桢董添春东北林业大学土木工程学院哈尔滨150040 东北林业大学寒区科学与工程研究院哈尔滨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 东北林业大学交通学院哈尔滨150040 黑龙江省交通投资集团有限公司哈尔滨150001 中国铁路青藏集团有限公司西宁810000

土颗粒与水作用后黏着外部介质的性能称为土的黏着性,这种黏附外部介质能力的强弱,通常用黏着力来衡量。外部介质特征与土壤成分的改变都会使土的黏着性发生改变,其产生的黏着力会导致各种运输机械耗能增加,降低工作效率。为找寻不同外... 详细信息

土颗粒与水作用后黏着外部介质的性能称为土的黏着性,这种黏附外部介质能力的强弱,通常用黏着力来衡量。外部介质特征与土壤成分的改变都会使土的黏着性发生改变,其产生的黏着力会导致各种运输机械耗能增加,降低工作效率。为找寻不同外部荷载对黏着力特征影响程度,选取亚黏土、兰州黄土进行黏着力实验,分析在500、750、1000、1500 g加载情况下黏着力峰值的分布情况,结合图像电子化处理软件Image-ProPlus与Adobe Photoshop对试验土样微观图像处理计算的结果,得到黏着力与变形量的关联性。结果表明,随着含水率增大,黏着力呈现先上升达到峰值而后下降的变化趋势;随着外荷载增加,黏着力达到峰值所需含水率逐渐下降,且黏着力会随外荷载增大而增大;黏着力增大,接触面分离后产生的变形面积也会增大,可以通过观察变形面积去估算黏着力大小。

关键词：土黏着性黏着力特征图像处理二值化土壤表面

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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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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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江河源冻土区土壤碳氮空间分布特征及其影响因素

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生态学报 2024年第12期44卷 5246-5258页

作者：李世珍袁自强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 中国科学院大学北京100049 兰州大学生态学院兰州730000 清华大学地球系统科学系北京100084 中国科学院成都生物研究所成都610041 辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院阜新123000 兰州交通大学测绘与地理信息学院兰州730070 东北林业大学土木工程学院哈尔滨150040

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... 详细信息

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。

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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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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