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不同换填材料对多年冻土地区公路路基温度状况影响的数值模拟 被引量：4
1
作者 马敏 齐毅 +5 位作者 郭颖 徐智超 张程程 柳英伟 宋树城 单炜 《森林工程》 北大核心 2022年第4期131-139,146,共10页
为解决气候变暖、施工扰动引起的多年冻土区公路路基融沉失稳问题,探索适用于东北地区多年冻土的路基结构,该研究提出采用大粒径块石层换填地基多年冻土层的新型路基结构对路基变形进行改善,并在京漠公路瓦拉干至西林吉段工程中进行实... 为解决气候变暖、施工扰动引起的多年冻土区公路路基融沉失稳问题,探索适用于东北地区多年冻土的路基结构,该研究提出采用大粒径块石层换填地基多年冻土层的新型路基结构对路基变形进行改善,并在京漠公路瓦拉干至西林吉段工程中进行实践。对比不同换填材料对路基热稳定性的影响,将换填角砾路基结构作为对照,建立考虑水分相变和空气自然对流换热的传热模型,对2种路基交工后20 a内的温度状况进行数值计算。结果表明,2019—2039年,换填块石路基和换填角砾路基下多年冻土上限分别降至-4.43 m和-6.51 m,融化夹层面积分别增加至44.48 m^(2)和72.53 m^(2)。换填块石路基比换填角砾路基下多年冻土上限更高,融化夹层更薄。而且换填块石路基下多年冻土上限始终位于块石层内,由于块石颗粒间能够形成良好的嵌锁结构,从而有效抵御地基不均匀变形,因此该路基结构可以有效减小路基沉降量。然而,换填角砾路基下多年冻土上限已经进入中风化安山岩层,而且角砾颗粒间不能形成良好的嵌锁结构,也无法抵御地基不均匀变形,由此判断换填角砾路基的融化沉降量较大,该路基结构不适用于东北多年冻土区。该研究从路基热稳定性角度分析和验证了换填块石路基结构对改善路基沉降的有效性,为解决东北多年冻土区公路路基融沉失稳问题提供了重要参考。 展开更多
关键词 东北多年冻土区 高温冻土 换填块石层 融沉变形 对流传热模型
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1990-2021年蒙古高原年度丰水期水体数据集 被引量：1
2
作者 王妍 刘帅 +1 位作者 邱丽莎 单炜 《中国科学数据（中英文网络版）》 CSCD 2023年第1期69-82,共14页
蒙古高原生态系统脆弱,土地荒漠化严重,是亚洲地区主要的气候敏感区域之一,其水资源的时空变化有重要的研究价值。本数据集利用Google Earth Engine(GEE)平台,对近32年(1990-2021年)可用的高质量Landsat系列卫星影像进行处理。利用最小... 蒙古高原生态系统脆弱,土地荒漠化严重,是亚洲地区主要的气候敏感区域之一,其水资源的时空变化有重要的研究价值。本数据集利用Google Earth Engine(GEE)平台,对近32年(1990-2021年)可用的高质量Landsat系列卫星影像进行处理。利用最小云量合成算法,得到每年的丰水期(6-9月)最小云量影像。计算NDWI后采用大津算法进行阈值分割,提取得到32年蒙古高原逐年丰水期30 m分辨率水体数据,最终结果以GeoTIFF格式保存。通过对比,数据集与JRC年度水体数据的永久水体和最大水体的一致性平均值分别为93.0%和90.9%,具有较高的可信度。数据集可以为蒙古高原水资源变化、生态建设规划、环境保护等提供数据支撑。 展开更多
关键词 蒙古高原 水体 大津算法 归一化水体指数
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基于冻融次数-物理时间比拟理论的冻土长期强度预测方法 被引量：6
3
作者 张泽 马巍 +3 位作者 ROMAN Lidia MELNIKOV Andrey 杨希 李宏璧 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期86-92,共7页
冻融作用可以改变土的结构,引起其力学特征的变化,从而影响到冻土工程的稳定性。由于冻融周期的设定不尽相同,因此大量的试验结果不能有效地进行对比分析。另外,对于冻融作用下土体力学特征的预测也成为研究的难点。在冻土遗传蠕变理论... 冻融作用可以改变土的结构,引起其力学特征的变化,从而影响到冻土工程的稳定性。由于冻融周期的设定不尽相同,因此大量的试验结果不能有效地进行对比分析。另外,对于冻融作用下土体力学特征的预测也成为研究的难点。在冻土遗传蠕变理论的基础上,利用球型模板压入仪作为测试方法,提出了一种冻融次数-物理时间比拟的方法。把冻融周期(次数)转化成物理时间(min),将不同冻融周期土的长期强度曲线簇映射到同一坐标中,利用该归一化曲线进行长期抗剪强度的预测,并选取了两种土样进行了测试,分别得到了相关的长期抗剪强度的预测方程。该方法对冻融作用下土体力学行为的成果对比研究以及长期强度的预测有重要的理论意义,对寒区工程稳定性预测分析也具有工程实践价值。 展开更多
关键词 冻融循环 冻土力学 长期抗剪强度 时间比拟法 球型模板压入仪
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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 被引量：1
4
作者 张军 张泽 +3 位作者 郭磊 谢春磊 金豆豆 翟金榜 《吉林大学学报（地球科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期502-513,共12页
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... 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。 展开更多
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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运输机械荷载对土的黏着性特征影响研究
5
作者 李航 张泽 +3 位作者 金豆豆 翟金榜 杨林桢 董添春 《森林工程》 北大核心 2023年第2期157-164,共8页
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... 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。 展开更多
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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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 被引量：2
6
作者 刘启 张泽 +2 位作者 张圣嵘 恽晴飞 付峻松 《冰川冻土》 CSCD 北大核心 2022年第6期1820-1832,共13页
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... 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。 展开更多
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 被引量：1
7
作者 魏豪 张泽 +3 位作者 Andrey MELNIKOV 金豆豆 高思如 冯文杰 《冰川冻土》 CSCD 北大核心 2022年第2期415-426,共12页
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... 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。 展开更多
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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电势梯度对冻结黄土电渗效果影响的试验研究 被引量：1
8
作者 金豆豆 张泽 +3 位作者 冯文杰 王金国 岳攀 杨曙光 《冰川冻土》 CSCD 北大核心 2021年第4期1083-1091,共9页
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... 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。 展开更多
关键词 冻土 电渗 电势梯度 冻胀 水分迁移
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