2011年, 第33卷, 第4期　刊出日期：2011-08-25

  

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冰冻圈与全球变化
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  CMIP3模式对未来50a欧亚大陆雪水当量的预估

  马丽娟;罗 勇;秦大河;

  冰川冻土. 2011, 33(4): 707-720. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2011.0094

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  为研究预估未来50a欧亚大陆雪水当量，基于遥感数据，用误差百分率、空间相关和误差标准差等统计方法，评估了14个CMIP3模式在20C3M的雪水当量产品，诊断各模式对欧亚大陆雪水当量的模拟能力，在此基础上对模拟效果较好的10个模式产品进行多模式集合，分析了A2和B1情景下2002-2060年欧亚大陆雪水当量的变化.结果表明：欧亚大陆整体的雪水当量在未来50a呈现一致的减少趋势；空间上，除了欧亚大陆东北部存在显著正趋势外，其余地区均为显著负趋势. 季节上，雪水当量在夏季减少的比率最大，但量值上减少最大的却不是在积雪最多的冬季，而是在春季，这是因为春季雪水当量值的减少趋势普遍比冬季大，但增加却普遍比冬季小. 未来50a欧亚大陆冬、春季雪水当量呈现东增西减，且青藏高原明显减少的特征，这将有利于我国东部夏季雨带的北抬. 雪水当量在A2情景下的减小范围和速率都要大于B1情景，表明较高的温室气体排放将从时间和空间角度上加快雪水当量的减少，不利于积雪的维持，控制温室气体排放对于未来欧亚大陆积雪的生存至关重要.
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  黑龙江省暴雪时空分布特征与发生风险研究

  张丽娟;陈红;刘栋;张利;周东颖

  冰川冻土. 2011, 33(4): 721-728. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2011.0095

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  暴雪是黑龙江省常见的灾害性天气之一，基于1970-2006年黑龙江省78个市（县）的逐日降雪资料，对暴雪初、终日分布规律，暴雪的时间、空间分布特征进行分析，采用信息扩散理论计算了各市（县）发生不同暴雪日数的概率风险估计值，并结合GIS技术进行风险区划. 研究表明：黑龙江省暴雪初始日期和终止日期37a来变化不大，初始日出现在10月上、中旬，终止日出现在4月的中、下旬；暴雪日数集中在11、12、3月，尤以11月最多.年总暴雪日数的年际变化呈递增趋势；空间上，北部大兴安岭、黑河地区，中北部伊春地区，东北部佳木斯地区年平均暴雪日数多于其他地区. 黑龙江省暴雪异常年与厄尔尼诺年有很好的相关性，厄尔尼诺年及前、后年是暴雪异常年频发时期. 基于信息扩散理论，以黑龙江省78个市（县）1970-2006年的年暴雪日数为基础，分别对各市（县）发生不同暴雪日的概率风险进行计算，获得出现某一暴雪日数的风险情况为：暴雪日数为≤18d时，全省均为1a一遇到2a一遇的中、高风险区；暴雪日数为≥20d、≤24d时，北部以4a一遇、2a一遇的轻、中风险为主，西南部、南部以4a三遇, 1a一遇的中、高风险为主；暴雪日数为28d、30d时，全省几乎为4a三遇至2a一遇的中风险区; 暴雪日数＞30d全省均为轻风险区，可视为无风险.
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  1961-2008年辽宁省降雪量和降雪日数的气候变化特征

  王 颖;赵春雨;严晓瑜;李栋梁

  冰川冻土. 2011, 33(4): 729-737. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2011.0096

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  利用辽宁省52个站1961-2008年的逐日降水量、降雪天气现象资料提取出了逐日降雪数据, 分析了近47a年度的降雪量和降雪日数的空间分布、长期变化状况、突变和周期性特征. 结果表明: 辽宁的降雪量和降雪日数是在１月达到最大值，4月和10月的降雪量和降雪日数所占比例最小. 近47a降雪量没有明显的长期变化趋势，降雪日数明显减少，平均每10a减少1.6d，降雪日数的显著减少主要表现为微量降雪和小雪日数的减少，尤其是微量降雪日数. 辽宁省的降雪量不存在明显的突变点，降雪日数有明显突变，突变时间为1988年. 降雪量和降雪日数都存在着6～8a的周期.
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  塔里木河流域气候变化及未来趋势预估

  陶 辉;白云岗;毛炜峄

  冰川冻土. 2011, 33(4): 738-743. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2011.0097

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  根据塔里木河流域1961-2008年39个气象站观测气温和降水量数据，对流域近50a气候变化进行了分析，并对参与IPCC AR4的17个气候模式在塔里木河流域气候模拟能力进行了评估. 结果表明：近50a气温和降水时间序列分别在1986和1996年发生突变. 1996年后塔里木河流域四季均呈现变暖趋势，最为明显的是夏季气温变化. 从突变前后的降水概率分布变化来看, 除秋季无明显变化外，其他三个季节均有所变化，其中, 夏季表现为平均降水量增加较为明显，而春季和冬季降水变化则主要表现在方差增加. 气候模式在塔里木河流域模拟能力评估表明, 所有模式对降水量的模拟均偏高，而对气温模拟均偏低. 各模式可以再现塔里木河流域气温年内变化，但普遍对降水的年内分布模拟有所提前，月降水峰值出现在4月和5月. 采用模式加权平均数据对2011-2050年的气温变化进行预估，结果表明塔里木河流域年平均气温在不同情景下均呈上升趋势，上升幅度在0.5~2.4℃之间.
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  树轮记录的天山南坡阿克苏河过去300a径流变化特征

  张瑞波;魏文寿;袁玉江;杨 青;喻树龙;张同文;尚华明;陈峰

  冰川冻土. 2011, 33(4): 744-751. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2011.0098

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  利用采自天山南坡阿克苏河上游5个采样点的树木年轮样本，建立了5个树木年轮宽度年表. 树轮宽度年表与近48a阿克苏河径流资料相关普查表明，阿克苏河年径流量与树轮标准化宽度年表显著相关，最高单相关系数达0.611（α<0.00001）. 利用该年表重建了阿克苏河过去300a的年径流量系列，经多方面验证表明, 重建结果具有较好的可信性. 过去300a中，阿克苏河年径流量具有2.65a、4.98a、51a的变化准周期,其中在1722、1753、1799、1829年阿克苏河年径流发生了较为明显的突变. 研究表明，尽管在全球气候变暖的背景下，阿克苏河近45a来的径流量呈明显的增加趋势，但其增加幅度并不是近300a来最明显的，年径流量并未超过300a里的极值. 近百年来阿克苏河径流量在1900年代偏多，1910年代偏少，1920-1960年代基本在平水状态，1970-1980年代偏少，1990年代以后阿克苏河处于丰水期；近300a来阿克苏河年径流变差系数代际变化有略微下降趋势，尤其是1960年代至今变差系数相对较小. 20世纪50年代可能是近300年来洪涝灾害最为频繁的年代. 另外，阿克苏河年径流量与北极涛动（AO）在低频变化上具有很好的一致性，并对AO有着较为强烈的滞后响应.
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  东昆仑山玉珠峰冰川雪坑中痕量元素的组成特征

  李月芳;王宁练;姚檀栋;蒲健辰;时晓兰

  冰川冻土. 2011, 33(4): 752-759. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2011.0099

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  为了认识玉珠峰冰川区域大气中痕量元素的组成和来源，利用高分辨电感耦合等离子体质谱仪对2009年10月采自玉珠峰冰川海拔5800 m的一个75 cm雪坑中15种可溶性痕量元素（Al、Fe、Ba、Cd、Co、Cr、Cu、Li、Ni、Zn、Pb、Sb、Sr、U和V）的浓度进行了测试. 结果表明:痕量元素的浓度变化很大，从最小值1.2 pg&#8226;g-1 (U)到最大值293ng&#8226;g-1 (Fe), 痕量元素浓度的最大值和最小值之比在7(Sb)到358(Li)之间. 对痕量元素的地壳富集系数分析表明,除粉尘外,Cd、Sb、Zn、Pb和Cu还存在其他来源的重要贡献.与青藏高原其他地区雪冰中痕量元素对比表明，本区的痕量元素的浓度低于天山和慕士塔格峰冰川的浓度,部分痕量元素也低于东绒布冰川雪冰中的浓度, 揭示了玉珠峰区域大气中较低的大气痕量元素背景值. 尽管如此，本区的所有痕量元素浓度依然远高于格陵兰和南极雪冰中的相应浓度.
寒区科学与技术
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  多年冻土融沉性分类研究

  吕玉兰;冷毅飞;姜龙;张喜发

  冰川冻土. 2011, 33(4): 760-764. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2011.0100

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  在冻土工程中，冻土的融沉性评价是工程地质勘察的主要内容之一，融沉性分类是冻土地基基础设计施工的重要依据. 根据345个冻土原状样品融沉压缩试验数据，提出了细砾、砂土、粉土、黏性土、泥炭化黏性土和泥炭质土等6类土的融沉系数-含水量或融沉系数-超塑含水量线性回归方程式，得到与各融沉性分级相应的界限含水量或界限超塑含水量. 最后, 简述了国内冻土融沉性分类现状，并分细粒土和粗粒土两种情况，将分类成果与国内现行规范冻土融沉性分类进行对比.
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  高精度热敏电阻温度传感器的技术改进及使用特点

  刘继民;沈 颖;郭屹东;赵淑萍

  冰川冻土. 2011, 33(4): 765-771. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2011.0101

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  详细介绍高精度热敏电阻温度传感器的制作和标定技术改进及使用特点. 该温度传感器使用热敏电阻作为主要元件，利用其电阻值随温度变化而显著变化的特点，直接将温度的变化转为电量的变化. 改进后的热敏电阻温度传感器具有体积小、使用方便、对引线及二次仪表的要求低、标定时间短、测温精度高、稳定可靠、使用范围广、重复性好、能够实现远距离测量等特点，测温精度优于0.05℃.
第十一届全国土力学及岩土工程学术会议专栏
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  适用于冻土的广义非线性强度准则

  罗 汀;罗小映

  冰川冻土. 2011, 33(4): 772-777. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2011.0102

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  冻土与融土的主要区别是冰，温度变化影响着孔隙冰含量，进而影响着冻土的物理力学性质. 广义非线性强度准则用一个表达式描述了材料在π平面及子午面上的非线性强度特性，其在主应力空间的π平面上的破坏函数为介于SMP准则和Mises准则之间的光滑曲线，子午面上的破坏函数为幂函数曲线.在该准则的框架下，通过国内学者已取得的冻土材料的三轴试验结果，研究冻土子午面上各参数随温度变化的规律，并验证该强度准则对于冻土材料的适用性.
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  青藏高原路堤边坡遮阳措施辐射影响分析

  冯文杰;孙志忠;李国玉;武俊杰

  冰川冻土. 2011, 33(4): 778-783. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2011.0103

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  作为主动保护冻土的典型措施之一的路堤边坡遮阳板护坡措施，对于减少太阳直接辐射到达地表和降低路堤内部温度起到至关重要的作用，阻隔太阳的辐射，减少进入路堤净辐射量和进入地表的热流，降低路堤土体温度. 现场试验结果表明：进入天然路堤边坡表面平均净辐射量为300~350W&#8226;m-2，而遮阳板下路堤边坡表面的平均净辐射量为30~45W&#8226;m-2，其减少程度平均达到天然总净辐射量的80%~90%以上；在遮阳板护坡措施保护下进入路堤土体热流减少50%~75%；遮阳板下地表温度低于天然边坡6~8℃. 所有监测结果表明，遮阳板护坡措施能够快速有效地减少进入路堤表面的净辐射量和热流值，从而达到降低路堤表面以及土体内部温度，改善路堤土体温度场，在全球变暖的背景下有效延缓了路堤土体温度的抬升速率，保证了路堤稳定安全，确保寒区道路工程的运营畅通.
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  寒区公路风吹雪害的融雪侵蚀破坏机理研究

  李驰;朱文会;高瑜

  冰川冻土. 2011, 33(4): 784-790. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2011.0104

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  以寒区公路路基作为研究对象，采用与天然老的细粒雪密度相似的麸皮作为模型雪，通过室内风洞试验研究雪粒子的起动以及沿路基不同部位堆积和积蚀的过程，确定雪粒子沿路基坡面堆积区域与路基断面之间的关系. 通过FLAC数值模拟，考察融雪径流对路基的侵蚀作用；引入融雪侵蚀面积率，研究了融雪侵蚀面积率随融雪量、土体饱和度、路基边坡坡率以及路基高度的变化规律. 结果表明：在研究地区平均风速和常年最大吹雪时间下，随路基高度增加、边坡坡率增大，路基迎风坡底和背风坡底风速降低，背风坡底风速下降显著. 造成雪粒子的堆积区域主要集中在迎风坡面和背风坡面，且路基背风坡面积雪更为严重. 而路基内部因融雪径流的侵蚀渗透，使得融雪侵蚀面积随路基高度增加、边坡坡率增大而加重，且融雪侵蚀面积率随融雪量增加、土体饱和度的增加而增大至充满路基整个断面. 研究结果可为寒区公路量化风吹雪雪蚀路基的影响提供理论依据.
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  开放系统下饱和正冻土热质迁移的数值分析

  周家作;李东庆;房建宏;徐安花

  冰川冻土. 2011, 33(4): 791-795. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2011.0105

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  引入Heaviside阶梯函数和Z函数使得冻结区和未冻区的导水系数、导热系数、体积热容量和土水势可以分别用统一的式子表达，提出了开放系统下饱和土在冻结过程中热质迁移的数学模型. 对一个侧面绝热的圆柱土样的热质迁移过程进行了计算机模拟，结果表明:温度变化速率、冻结速率和温度梯度随时间减小，在冻结锋面附件温度分布曲线有拐点，冻结区温度梯度略小于未冻区温度梯度. 含水量增量沿着试样高度先减小再增大，在冻结速率很低的情况下含水量持续增大，易形成冰透镜体.
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  黄土状盐渍土洗盐前后物理力学性质的变化

  邴 慧;武俊杰;邓 津

  冰川冻土. 2011, 33(4): 796-800. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2011.0106

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  兰州黄土是典型的硫酸盐盐渍土，土中易溶盐的存在严重影响对土体物理力学性质. 采用去离子水浸泡过滤的方法对兰州黄土做了洗盐处理，比较了洗盐前后土体物理力学性质的变化. 由于洗盐后土体的颗粒组成分发生较大变化，颗粒细化，黏性土颗粒的增多，导致土体的液塑限有不同程度的升高；洗盐后黄土状盐渍土的结构性发生变化，钙质胶结程度降低，土体的抗剪强度参数和单轴抗压强度均有不同程度的增大.
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  双圈管黏土冻结壁形成过程冻胀力模型试验研究

  李海鹏;杨维好;黄家会 宋雷;张涛

  冰川冻土. 2011, 33(4): 801-806. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2011.0107

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  基于相似理论，开展了双圈管同步冻结条件下黏土冻结壁形成过程冻胀力模型试验研究. 在本试验条件下黏土冻结壁交圈顺序为外圈管，内圈管，两圈管之间，冻结310d后冻结壁发展到井帮位置. 随时间发展，外圈管内侧温度分布逐渐均匀，而外圈管外侧仍存在较大温度梯度. 结果表明：冻胀力的发展变化与冻结温度场密切相关，且表现出显著的时空不均匀性. 在冻结壁形成过程中，两圈管之间首先出现冻胀力，之后逐渐由两圈管向外扩展，两圈管之间与外侧冻胀力的差异程度随时间增长而增大. 冻结初期井心附近应力随时间增长而降低，至190d开始出现冻胀力. 之后，随冻结时间增长，井心与两圈管之间的冻胀应力场梯度减小，而两圈管之间与冻结壁外边界仍存在较高梯度.
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  冻土路基在地震作用下的动力响应

  刘志强;*;陆 昊

  冰川冻土. 2011, 33(4): 807-812. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2011.0108

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  青藏高原是地震多发区，冻土区的公路、铁路在地震作用下的动力响应必须考虑. 将冻土作为黏弹塑性材料，考虑冻土在动力荷载作用下的热力耦合效应，从热传导方程、渗流微分方程和动力平衡方程出发，建立了冻土的动力热-力耦合微分方程. 根据相应的有限元列式，对路基在地震荷载作用下的动力响应进行了计算与分析.
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  多年冻土区路基分层变形现场观测研究

  余帆;齐吉琳;姚晓亮

  冰川冻土. 2011, 33(4): 813-818. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2011.0109

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  在人类工程活动和气候变暖的双重作用下，多年冻土区的道路路基普遍产生以路基下沉为主的病害. 多年冻土地区的路基沉降涉及多个物理力学过程：未冻土的蠕变，冻土上限下降所产生的融沉，由于多年冻土层升温而产生的高温冻土的蠕变，以及活动层中冻融循环改变了土的工程性质而导致的附加沉降变形. 为了进一步探索各个物理力学过程对总沉降量贡献，针对不同地质地貌条件下的青藏公路路基段，布设了路基分层变形沉降杆，通过野外观测资料分析了引起路基沉降的物理力学过程，即变形源. 这对于揭示路基变形机理以及多年冻土区的路基病害防治都具有重要意义.
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  热力学方法在土体动力Ramberg-Osgood模型中的应用研究

  郭晓霞

  冰川冻土. 2011, 33(4): 819-825. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2011.0110

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  从Ramberg-Osgood模型的骨架曲线和滞回曲线出发，假定塑性中心的移动为直线，构造土体动力耗散函数， 从热力学基本定律出发研究了土体动力耗散特性及动力变形机理. 提出了反映筑坝堆石料动力特性的第1阈值应变和第2阈值应变，两个阈值应变主要受最大动剪切模量系数、指数及无黏性土的内摩擦角的影响. 第1和第2阈值应变间屈服面的摩擦系数研究表明，当应力点沿滞回圈运动时，不同点的耗能机制随动应变水平的增大而差别变大；屈服面首先在摩擦系数小时发生弯曲，土体动力过程中发生间歇剪缩；当动应变继续增大，剪缩与剪胀同时发生.
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  寒区工程动荷载模型试验系统设计

  赵淑萍;马 巍;焦贵德;罗飞

  冰川冻土. 2011, 33(4): 826-832. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2011.0111

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  冻土工程国家重点实验室建立了一套寒区工程动荷载模型试验系统，该系统主要由模型试验槽、制冷及控温装置、动力加载装置、传感器和数据采集系统四部分组成. 系统具有如下特点：能根据实际工程对长3m、宽2.5m和高1m的模型试验土体进行低温动荷载试验；采用3组冷冻板给土体降温，降温速度快，能提供的最低温度为-20℃，而且能提供多组均匀、稳定的温度边界，冷冻板的温度波动度≤±0.2℃，温度均匀度≤±0.3℃；可施加多种频率、多种波形的动力荷载，频率范围为0.1~10Hz，加载波形为正弦波、矩形波、三角波以及用户自定义波形. 另外，系统能提供的最大载荷为100kN，而且作动器行程较大，为±75mm，适合多种尺寸的模型土体. 试验时，先装样并布设各类传感器，然后对土体降温，温度达到要求后施加动力荷载，最后通过传感器和数据采集系统获得土体的应力、变形及温度变化数据.
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  排水和不排水条件下高温冻土松弛特性研究

  王松鹤;齐吉琳

  冰川冻土. 2011, 33(4): 833-838. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2011.0112

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  为了探明排水条件对高温冻土应力松弛特性的影响，开展了室内松弛试验，研究了排水和不排水情况下高温冻土的应力松弛过程. 结果表明：围压对高温冻土的松弛过程影响明显；不排水情况下，围压增大，松弛稳定历时延长，瞬时松弛量增大；松弛过程初期松弛速率受围压影响较大，而后逐渐减弱; 排水情况下，松弛过程发展初期的松弛速率略高于不排水情况，但随松弛历时延长这种差别逐渐减小. 随着预应变量增大，体积-时间曲线从应变软化状态过渡到应变硬化状态. 不排水情况下，松弛过程中的体积变化过程呈先体积收缩后体积膨胀；排水情况下，高温冻土体积在较短历时内迅速收缩，而后基本保持不变. 排水情况下，高温冻土的体积变形大于不排水条件下，围压愈大，这种趋势愈明显.
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  三轴压缩条件下基于CT实时监测的冻结兰州黄土细观损伤变化研究

  郑剑锋;马巍;赵淑萍;蒲毅彬

  冰川冻土. 2011, 33(4): 839-845. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2011.0113

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  在1MPa围压下，对不同温度条件下的冻结兰州黄土三轴压缩试验过程进行CT动态扫描，获得了由CT数表示的土体损伤量表达式. 结果表明：冻结兰州黄土最初在围压作用下，试样沿径向方向被压缩，导致试样轴向伸长；低温冻结试样的弹性变形持续时间长于高温试样，如-2.3℃试样在应变达到0.32%时即开始屈服进入塑性变形，而-7℃试样的屈服应变值达到了1.33%；试样塑性变形阶段持续较长时间，即使样品轴向变形达到了20%，试样截面积有了显著增大，但偏应力仍在持续增大；各试样整体损伤量基本都在0.1以下，相对于单轴受力状态下试样的损伤度要小得多，故围压对于冻土试样有“抗损伤”的功效. 随着应变与偏应力的增大，损伤量也不断增大；对不同温度的试样而言，要产生相同的损伤，低温试样需要的偏应力远比高温试样需要的偏应力大.
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  1976-2010年青藏铁路沿线多年冻土区降水变化特征

  朱兆荣;李 勇

  冰川冻土. 2011, 33(4): 846-850. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2011.0114

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  针对青藏铁路穿越的多年冻土区段，利用沿线多年冻土区的五道梁、风火山、沱沱河、安多气象站1976-2010年35a的降水量观测资料，并结合同时期地表温度和气温资料，对多年冻土区区域气候变化进行分析，揭示了多年冻土区近35a来降水、地面温度、气温都在波动中上升的变化特征. 结果表明:近10a多年冻土区处在丰水期，多年冻土区气候在逐渐变暖，这将会影响多年冻土地温的变化，进而会对青藏铁路多年冻土区路基工程的稳定性产生一定影响.
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  季节性冻土地区客专路基现场试验

  侯晋芳;冯 军;闫 伟;李亚静

  冰川冻土. 2011, 33(4): 851-854. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2011.0115

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  鉴于哈尔滨-大连（哈大）客专路基设计工后沉降不大于15mm的要求，开展了路基现场试验. 对路基中的温度、沉降变形及冻胀力的变化情况进行观测。结论表明：线路所处地区，10月下旬开始冻结，来年2月后地表附近地温过程线开始上抬；冻结层直到4月中旬才全部处于正温，最大冻深约为1.66m，应做好防治措施. 经过观测，路基在经历冻融循环后的沉降变形为10mm左右，满足设计的要求. 路基填料含水量应严格保持为最优含水量，并做好防排水措施，季冻区的路基将不会产生冻胀变形和冻胀力.
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  公路填方路堤纵向开裂机理的理论分析

  马历权

  冰川冻土. 2011, 33(4): 855-858. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2011.0116

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  依据不同路段的实测数据，在理论层面，根据填方重力（包括车辆荷载）、填方内纵横向干湿梯度和温度梯度的变化，分析和探讨公路填方路堤边缘纵向开裂产生的机理. 公路上填高路堤纵向开裂的形成机理，主要由路堤边坡干湿场和温度场的周期变化，使填方土体产生反复胀缩，导致路堤边坡表层带、过渡带部分土体强度降低，松散、蠕变，在土体重力和车辆动荷载的影响下发生侧向蠕滑，从而产生路堤边缘纵向开裂.在设计上应加强度填方路堤的侧向约束，修筑护脚墙，浆砌片石护坡，宽拱肋拱式护坡等，避免边坡土体侧向蠕滑. 应加强有关高路堤纵向开裂形成机理和防治措施的深入研究工作.
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  兰新铁路百里风区挡沙墙防沙效益研究

  薛春晓;蒋富强;程建军;庞巧东

  冰川冻土. 2011, 33(4): 859-862. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2011.0117

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  基于兰新铁路百里风区十三间房车站附近K1476+875～K1477+000沿线的集沙量观测系统，对2009年试验期间该处挡沙墙防沙功能的观测进行分析. 结果表明：该地区大风以9、10级为主，积沙量与微地形关系密切，天然地面积沙量沿高度方向呈指数递减；地面构筑物的存在改变了风沙流场，挡沙墙上方的积沙量随挡沙墙高度增加而减小，增加挡沙墙高度则挡沙效果显著. 路堤与路堑接头处积沙量较大，该处挡沙墙的设计结构应该受到重视，建议加强该地段防沙措施的构筑. 研究结果对即将修建的兰新二线提供一定的借鉴和参考价值，对完善百里风区风沙流防治工程理论及实践具有指导意义.
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  青藏铁路多年冻土区典型土样冻胀率特性研究

  程 佳;赵相卿;杨晓明;

  冰川冻土. 2011, 33(4): 863-866. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2011.0118

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  青藏铁路穿越高原多年冻土区546km，沿线分布着各种地形地貌单元，包括盆地、高山区、高平原、谷地等，各处的地层岩性和冻土赋存环境各不相同. 通过对青藏高原多年冻土区典型土样的冻胀率试验，分析了高原多年冻土的冻胀率与含泥量、含水率、干密度之间的规律. 结果表明：高原冻土具有较大的冻胀率，其冻胀率随含泥量的增加而增加，随含水率的增大而增大，随干密度增大而减小.
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  砂卵石地层中防渗墙槽壁稳定性影响因素研究

  刘奉银;钟丽佳;张 瑞

  冰川冻土. 2011, 33(4): 867-872. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2011.0119

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  地下连续墙或防渗墙施工中槽孔的开挖是极其重要的分项工程，泥浆护壁条件下槽壁的稳定性影响因素很多. 应用ABAQUS有限元软件，考虑泥浆的渗透，模拟计算不同密度的泥浆以及泥浆分层后槽壁的位移，对槽壁的稳定性进行分析. 经对槽壁位移值的分析得到泥浆密度增大槽壁的位移随之减小以及减小的幅度，随着泥浆的沉淀，槽壁位移增大. 研究可为槽孔施工时的泥浆控制提供定量参数依据.
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  青海省明长城濒危遗址（湟中段）土体工程性质与保护措施

  戴鹏飞;谌文武;

  冰川冻土. 2011, 33(4): 873-879. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2011.0120

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  明长城遗址受自然地质作用、人为活动以及环境等因素的多方面作用，破坏相当严重.以青海省湟中县明代长城遗址保护工程为依托，实地调察了遗址发育的病害，通过室内测试分析，全面掌握了遗址土体工程性质，有针对性地提出裂隙填充注浆、裂隙注浆、土坯砌补、注浆回填、锚杆锚固等加固措施. 从一期工程的加固效果来看，所用方法对夯土类长城加固具有普遍的参考价值.
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  青藏铁路多年冻土路基稳定性及防治措施研究

  李 勇

  冰川冻土. 2011, 33(4): 880-883. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2011.0121

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  青藏铁路冻土路基的稳定性是多年冻土区列车安全运营的重要保证. 影响路基稳定性的主要因素是路基地温场的变化、路基两侧地表水以及地下水（冻结层上水、冻结层间水）和地层含冰量大小，即冻土路基防护措施的强弱和水热影响程度. 保证冻土路基稳定性的防治原则是减少太阳辐射和周围环境的水影响，易采用路基两侧排水、增加片（碎）石护坡（道）、坡脚和护道（或路肩）埋设热棒、热棒+片（碎）石护坡复合结构和边坡铺设遮阳板或者预制空心混凝土构件等措施.
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  青藏公路沥青路面下土体温度的小波分析

  文 斌;吴青柏;刘永智;张中琼;

  冰川冻土. 2011, 33(4): 884-890. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2011.0122

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  青藏公路多年冻土区监测断面所获得的土体温度时间序列，只在时间域中分析会忽略频域中所含的重要信息. 为了揭示多年冻土区路基下土体温度随时间变化的频谱特征，运用小波变换法对自然地面下和沥青路面下温度变化的频谱特征和趋势进行分析. 结果表明：2m、6m深度处温度变化均存在12月、6月和3月的周期成分及1~2月的短周期成分，其中以12月变化的周期成分最为显著；沥青路面下不同周期的温度变化幅值均大于自然地表下的温度变化幅值, 沥青路面下6m处土体温度的年升温速率远大于同深度处自然地表下的升温速率. 从频域角度分析多年冻土区路基下温度变化规律，对于寒区工程具有重要的现实意义.
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  融沉系数的人工神经网络预测方法

  姚晓亮;齐吉琳

  冰川冻土. 2011, 33(4): 891-896. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2011.0123

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  分析了前人关于融沉系数经验方法的研究结果, 结果显示，与融沉系数关系最为密切的物性参数为液塑限、粉黏粒含量、干密度和含水量(含冰量). 为了能够综合描述诸因素与融沉系数的经验关系,以兰州黄土和青藏黏土为试验对象,得到了两种具有不同物性参数的土在不同含水量和干密度条件下的融沉系数. 采用BP神经网络算法对试验数据进行学习训练,得到了各因素与融沉系数间的经验关系数据库. 为了提高训练样本的代表性,引用前人研究中的部分数据作为补充. 对预留数据的预测结果表明,综合考虑多因素影响的BP神经网络经验方法具有较好的预测精度,而使用单一因素(含水量或干密度)预测融沉系数的经验方法其精度相对较差.
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  柴木铁路沼泽化冻土区热管冷却半径的观测研究

  陈 继;徐舜华;窦 顺;张鲁新

  冰川冻土. 2011, 33(4): 897-901. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2011.0124

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  柴达尔-木里铁路（柴木铁路）沿线高温沼泽化多年冻土广泛发育，约20km左右的冻土路基采用了热管降温措施. 借鉴青藏铁路的成功经验，热管的纵向和横向间距均设计为3m，并针对铁路东南-西北的不利走向，在阳坡布设了双排热管. 为验证热管措施在多年冻土湿地路段设计参数的合理性，2008年底在柴达尔-木里铁路中段布设了热管冷却半径观测试验场，该观测场热管的施工工艺、工程地质条件、气候条件与柴木铁路热管措施路段基本相同.结果表明，如果以降温-0.5℃作为热管有效冷却半径的界定标准，以热管蒸发段中部即3.5m作为衡量深度，采用年平均温度和年最低温度作为划分依据的热管有效冷却半径分别为2.4m和4.5m，均大于柴木铁路所采用的热管设计参数.
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  G214线苦海滩-黄河沿段多年冻土工程地质特征评价

  赵相卿;李晓军;姚 伟;杨永鹏;程 佳;

  冰川冻土. 2011, 33(4): 902-907. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2011.0125

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  拟建共和-结古高速公路位于青海省境内，全长639.02km，其中，苦海滩至黄河沿段（K336+000~K470+000）段长134km，大部分在海拔4000m以上，最高在长石头山垭口，海拔4535m. 本段线路位于青藏高原东部，多年冻土发育的边缘地带. 通过对本段线路的勘察资料分析，结果表明：本段多年冻土分布和海拔有很好的相关性，主要分布在长石头山垭口前后海拔4220m以上路段，局部海拔在4000~4220m湖相沉积细粒土地段存在残余多年冻土. 沿线整段多年冻土处于退化状态，且北坡较南坡年平均地温低，南坡多年冻土退化严重.
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  机车荷载下多年冻土区桥梁桩基振动响应特征

  霍元坤; 吴志坚; 陈 拓 马 巍

  冰川冻土. 2011, 33(4): 908-913. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2011.0126

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  为研究多年冻土区机车振动荷载作用下桥梁桩基的动力响应特征，选取了多年冻土区清水河特大桥的两个桥梁桩基进行现场强震动测试. 对测试数据进行加速度响应及傅里叶谱响应分析，得出桥梁桩基的振动响应衰减规律及振动能量的分布规律. 在此基础上，结合有限元结构分析软件，运用瞬态动力分析法，选取一个测试桩为实例进行二维动力响应的数值计算，获得了机车过桥时桥梁桩基的位移响应及应力响应的变化规律.
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  冻融循环后筋土复合体加载破坏试验研究

  汪恩良;介玉新;常俊德;钟 华

  冰川冻土. 2011, 33(4): 914-921. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2011.0127

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  模拟野外实测降温过程，对筋土复合体进行开敞条件下的冻融循环，然后对筋土复合体进行加载破坏试验，得到加载过程中墙体的竖向变形与墙面的水平位移结果. 对试验结果进行有限元数值计算，其中土的本构模型采用Drucker-Prager（D-P）理想弹塑性模型，单元类型选用四节点平面等参单元，把筋材的作用等效成附加应力沿筋的方向加在土骨架上，取加筋土中的土体进行计算. 结果表明：筋土复合体冻融循环后在约束固脚的方式下进行加载试验，破坏形式以沉降变形破坏为主，墙体中部产生的变形增量最大；等效附加应力法单元网格划分中只出现土单元，取消了模拟筋材的单元和筋-土之间的界面单元，可以直接利用素土的本构模型，不必针对加筋土复合体建立复合材料的本构模型，计算结果符合一般规律；冻融循环使表层土变得疏松，局部变形偏大，导致模型试验实测值大于有限元计算值.
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  生活垃圾填埋场防渗浆材配制与成墙工艺研究

  代国忠.;殷琨

  冰川冻土. 2011, 33(4): 922-926. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2011.0128

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  为研制出一种低渗透系数并对污染物有一定吸附阻滞作用的浆材，用于城市生活垃圾填埋场渗滤液防渗工程, 通过正交试验优选出了以膨润土为主的浆材配方:膨润土20%～30%，水泥15%～25%，粉煤灰20%～25%，纯碱1.0%～1.4%，稀释剂FCLS加量0.35%～0.75%，余之为水. 该浆材结石率＞99.6%，固结体28d渗透系数＜0.8×10-7cm&#8226;s-1，无侧限抗压强度＜2.0MPa，浆材固结体对CODCr、BOD5、铵态氮和磷的吸附阻滞率达到了82%以上，对Hg、Pb等重金属离子阻滞率在99%以上. 所研制的振动水力喷射成槽造墙工艺方法将垂直振动与水力喷射成槽、泵吸反循环排渣、槽内注浆造墙等技术方法组合起来使用，可大幅度提高防渗墙施工效率，其工程应用前景广阔.
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  制备TJ-1模拟月壤空心圆柱试样的新方法

  李立青;蒋明镜;*;苏佳兴;吴晓峰;

  冰川冻土. 2011, 33(4): 927-932. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2011.0129

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  针对TJ-1模拟月壤颗粒级配跨度大、粒径＞2mm的颗粒含量多，采用常规方法制备空心圆柱试样容易出现粗细颗粒分离、试样整体不均匀的特点，提出改良型制备方法. 首先采用分层欠压法与冰冻法相结合制备出孔隙比e=1.0的实心圆柱试样，并对实心样的均匀性进行评价，得到分层制备相同孔隙比的TJ-1模拟月壤均匀试样时每层试样的高度；而后采用插捣砂雨法制备出相对均匀的空心圆柱试样. 改良型方法制备出的TJ-1模拟月壤空心圆柱试样均匀性良好，是后续TJ-1模拟月壤空心圆柱试验顺利进行的重要保证.
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  道路融雪除冰技术现状与发展趋势分析

  喻文兵;李双洋;冯文杰;易 鑫

  冰川冻土. 2011, 33(4): 933-940. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2011.0130

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  路面积雪结冰给交通和行车安全造成严重威胁，欧美、日本等国在道路融冰化雪技术研究及应用方面做了大量的工作，我国在这方面的研究非常薄弱. 总结分析了国内外道路融冰雪技术的现状及发展方向,可以看出：使用融雪剂和机械除冰雪是普遍的方法，但存在环境污染和不能及时清除的弊端. 地热、电热、改进路面材料等主动方法不普遍，处于研究和小范围试验使用阶段. 在当前技术条件下，我国应对冰雪灾害天气的对策：1）交通管理部门应提前制定融雪化冰计划,加强重点路段、桥段的冬季养护；2）发展健全道路冰雪灾害气象预警系统； 3）开展环保、智能融雪防冰技术研究. 通过科学应对，可以减少我国北方寒区及南方冻雨区的交通拥堵和交通事故.
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  深厚表土层中冻结壁物理模拟试验研究进展

  王建州;周国庆;徐 健;刘 飞

  冰川冻土. 2011, 33(4): 941-946. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2011.0131

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  针对冻结法凿井工程面临的表土层厚度不断增加，而现有冻结壁的设计理论滞后于工程实践的问题，由于冻结壁是属于水、温度、应力、位移多场耦合的非线性问题，且冻结法凿井工程本身特殊力学行为（有压冻结-开挖卸载-支护加载），理论和数值模拟研究进展不能满足工程要求的现状. 依据相似理论的物理模拟试验研究是目前条件最可能获得相对准确规律的研究手段，综述了国内外关于深厚表土层中冻结壁物理模拟试验的研究历史、现状以及存在的问题等，同时提出需要在以后研究中需要重点关注的问题.
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  多年冻土区石油污染物迁移过程研究回顾与展望

  李国玉;马 巍;李兴柏;穆彦虎;毛云程

  冰川冻土. 2011, 33(4): 947-952. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2011.0132

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  多年冻土区泄漏石油污染物会引起严重的环境和工程问题. 通过对国内外石油污染物迁移过程、迁移机理、迁移模型、影响因素等研究进行回顾，基于国内外冻土区石油污染的研究进展和社会经济发展要求，提出了多年冻土区石油污染物可能引起的环境与工程问题，并对相关的科学问题进行展望，期望对以后研究工作有所指导并逐渐得到解决.
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  岩土力学和工程试验测试设备研发进展报告

  邵龙潭;祝艳凤;郭晓霞;桑 勇;刘 潇;黄 川;华承博;冯忠帅

  冰川冻土. 2011, 33(4): 953-958. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2011.0133

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  目前，世界上比较成熟的先进土工测试仪器生产和研发机构主要在英国、美国、日本和俄罗斯等，我国相应的土工测试仪器基本上依赖进口或者委托国外研发机构开发，不仅价格昂贵，而且维修和维护均不方便. 以引入三轴土样变形数字图像测量技术为牵引，我们研发团队从2000年开始便开展土工试验仪器设备的改进和研发工作.主要介绍近年来自主研发的一系列仪器设备，包括：三轴试验机、动力三轴试验机、平面应变仪、水（气）压力控制器、土水特性和渗透系数联合测定仪等，以期提升我国先进土工测试仪器的自主研发能力，为建立先进土工测试技术与仪器设备研发基地创造条件.