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国家重点基础研究发展计划(2010CB434813): 作品数：13 被引量：265H指数：9; 相关作者：牛富俊林战举刘华鲁嘉濠牛永红更多>>; 相关机构：中国科学院西安建筑科技大学中国科学院研究生院更多>>; 发文基金：国家重点基础研究发展计划国家自然科学基金中国科学院知识创新工程重要方向项目更多>>; 相关领域：建筑科学天文地球交通运输工程环境科学与工程更多>>

Changes in permafrost environments caused by construction and maintenance of Qinghai-Tibet Highway被引量：1: 2011年; The sideward permafrost along the Qinghai-Tibet Highway (QTH) contains massive ground-ice and is at a relatively high temperature.Under the influence of the steady increase of human activities,the permafrost environment has been changed greatly for a long time.At present,the permafrost becomes warm and rapidly degenerates,including the decline of the permafrost table,rising of the ground temperature,shortening of the length of frozen section,and extension of range of melting region.Some thaw hazards (e.g.thaw slumping and thermokarst pond) have widely occurred along both sides of the roadbed.In addition,due to the incomplete construction management,the vegetation adjacent to the highway is seriously damaged or eradicated,resulting in the land desertification and ecosystem out of balance.The dust,waste and garbage brought by drivers,passengers,maintenance workers,and transportations may also pollute the permafrost environment.; 林战举牛富俊罗京鲁嘉濠刘华; 关键词：多年冻土青藏公路冻土环境温度上升冰冻切片

东北粘质黄土有害毛细上升高度预测研究被引量：7: 2011年; 以沈哈高速铁路沿线的粘质黄土为研究对象,在恒温状态下进行了开放系统水分迁移试验,试验结果表明:随着时间的推移,湿润锋面由底部逐渐向上迁移,含水量也由试件的底部向顶部逐渐减小,试验结束时土柱中的含水量基本表现出由底部向顶部逐渐减小的趋势.基于上述试验终态时刻土体体积含水量沿试样高度的分布,利用灰色理论预测模型GM(1,1)并结合室内冻胀敏感性试验资料确定出了东北粘质黄土的有害毛细上升高度约为1.12 m.在此基础之上,结合长春地区的最大冻深资料,计算出要保证粘质黄土不产生冻胀,其距离地下水位的最小高度约为2.92 m.; 许健牛富俊牛永红侯仲杰; 关键词：含水量水分迁移

长江源北麓河流域多年冻土区热融湖塘形成对高寒草甸土壤环境的影响被引量：28: 2011年; 通过对长江源北麓河流域多年冻土区热融湖塘及湖塘影响周边条件下高寒草甸土壤理化性质的比较研究,结果表明:热融湖塘的形成对高寒草甸土壤环境产生了明显影响,热融湖塘形成对土壤质地、含水量、容重以及土壤养分等产生强烈改变,尤其表层土壤;土壤机质(SOM)、全氮(N)等化学物质和其他养分成分在不同退化的土壤中都有所改变.有机质和全N的含量随植被退化变化最多,呈现原始未退化迹地>热融湖塘影响迹地>湖塘核心迹地的趋势,全P和全K的含量变化较小,土壤水分含量也有相同的变化趋势.通过分析发现,热融湖塘的形成和发展导致土壤环境退化增强,土壤质地的改变和土壤养分成分的改变有严格的相关性,与土壤物质之间的变化有密切的关系,说明热融湖塘的形成对冻土区生态环境产生一定的影响.; 王一博吴青柏牛富俊; 关键词：多年冻土高寒草甸土壤属性

青藏铁路主要冻土路基工程热稳定性及主要冻融灾害被引量：50: 2011年; 在介绍青藏高原多年冻土退化背景及其工程影响的基础上,通过主要冻土路基现场监测和沿线调查,对青藏铁路冻土路基2002年以来的地温发展过程、热学稳定性及次生冻融灾害进行了分析。结果表明:青藏铁路自2006年通车后冻土路基整体稳定,列车运行速度达100 km/h,达到设计要求,但不同结构路基的热学稳定性不同,采取"主动冷却"方法的路基稳定性显著优于传统普通填土路基。管道通风路基、遮阳棚路基及U型块石路基冷却下伏多年冻土的效果显著,块石基底路基左右侧对称性较差,而处于强烈退化冻土区和高温冻土区的普通路基热稳定性差,需结合路基所在区域局地气候因素予以调整或补强。以热融性、冻胀性及冻融性灾害为主的次生冻融灾害对路基稳定性存在潜在危害,主要表现为路基沉陷、掩埋、侧向热侵蚀等,其中目前最为严重的病害是以路桥过渡段沉降为代表的热融性灾害。; 牛富俊马巍吴青柏; 关键词：青藏铁路冻土路基结构主动冷却热稳定性

季节性冻土区高速铁路路基填料及防冻层设置研究被引量：72: 2011年; 由于高速铁路对变形的高要求,在季节性冻土区修筑高速铁路,路基的防冻胀问题尤为关键。通过借鉴、分析国内外各行业对地基、路基填料的冻胀敏感性分类,以及国内外公路、铁路等行业对防冻层设置的具体技术要求和工程措施,结合哈大客运专线工程具体要求,讨论适应我国季节性冻土地区高速铁路路基填料的冻胀分类的技术指标。通过现场监测数据对比分析冻胀量沿路基冻深的分布状况,发现高速铁路路基冻胀变形量的70%出现在路基基床底层上部,以此来评价防冻层设置厚度。并应用有限元法进行数值计算,结果表明,使用改性A,B组填料的路基最大冻结深度要较使用普通A,B组填料的路基小20～30 cm,同时回暖速度也快于普通路基,说明使用改性填料的路基具有良好的保温效果和升温速率。; 刘华牛富俊牛永红林战举鲁嘉濠; 关键词：土力学季节冻土区高速铁路路基填料防冻层有限元法

青藏铁路北麓河地区典型热融湖变化特征及其对冻土热状况的影响被引量：16: 2010年; 在全球气候变暖、青藏高原平均气温升高的大背景下,多年冻土区热融湖的发育及其对冻土热状况的影响日益显著.以北麓河地区的一典型热融湖为例,通过对湖岸坍塌及年地温变化等进行监测分析.结果表明:目前该热融湖湖岸逐年坍塌,坍塌主要发生在靠近铁路一侧厚层地下冰发育区域,年平均坍塌宽度大约为0.5m,湖心下原约83.0m多年冻土已全部融化.根据210Pb测年,估算该热融湖形成于约890aBP前.在热融湖的影响下,湖心至路基坡脚天然孔之间多年冻土上限深度及多年冻土厚度均发生了很大变化,湖近岸多年冻土上限深度比路基坡脚天然孔多年冻土上限深约0.65m,湖边多年冻土厚度也比路基坡脚天然孔多年冻土厚度薄约60m;湖心至路基坡脚天然孔之间土层在水平方向形成明显的地温差异,在相同深度,湖心下土层地温年平均值比天然孔地温年平均值高5.0℃左右.热融湖作为热量的载体,以二维热传导方式将热量向其周围传递,导致附近多年冻土温度升高,热稳定性降低.; 林战举牛富俊葛建军王平董元宏; 关键词：青藏高原多年冻土区热状况

循环冻融对冻土路基护坡块石物理力学特性的影响被引量：16: 2011年; 选用铺设于青藏铁路护坡、护道的碎屑岩、泥岩和砂岩3种岩石进行循环冻融试验。研究了在循环冻融条件下的破坏方式,并通过RSM-SY5数字声波仪对岩石进行超声波无损检测;根据不同冻融周期超声波波速变化,计算分析了循环冻融对岩石物理力学特性的影响;通过单轴压缩试验,得到岩石抗压强度随循环冻融次数变化的规律。研究结果表明:3种岩石在循环冻融条件下具有不同的表观破坏方式,碎屑岩破坏最严重,表面不同程度地出现了轴向和环向裂纹;其次是泥岩,一条近似"几"字型的裂纹出现在泥岩表面,且裂纹发展较快;砂岩表观破坏最轻微,仅有1条细而短的裂隙发育在表面;在30个循环冻融周期内,泥岩和砂岩几乎无质量变化,而碎屑岩由于岩屑掉落而质量减轻不到1%;3种岩石的弹性模量、刚性模量、体积模量、泊松比等力学特性随着循环冻融次数增加而下降,且泊松比出现负值,揭示了循环冻融对岩石材料特性的深层次破坏;岩石抗压强度也随着循环冻融周期呈现下降趋势。; 林战举牛富俊刘华鲁嘉濠; 关键词：超声波岩石物理力学特性

青藏铁路沿线热融沟发展特征及其对路基热稳定性的影响被引量：10: 2011年; 热融沟是多年冻土区常见的一类热融现象,其本身的沉陷及其侧向热侵蚀会对冻土区路基工程造成危害。随着气候变暖及人类活动的不断增加,热融沟的危害将是冻土路基工程病害防治必须面对和解决的重要问题之一。以青藏铁路现行里程K980+000处路基西侧一典型发育的热融沟为研究对象,通过对地温和变形监测的结果表明:该热融沟在两年内下沉了近15 cm,下沉速度约7～8 cm·a-1,下沉主要发生在每年8～10月。热融沟沟肩不断向沟内滑移,0.5 m深度的水平位移大约是5 cm·a-1。热融沟年平均地温高于该地区天然孔平均地温约0.5℃,热融沟每年从4月开始吸热,吸热期233 d,单位面积吸热约为3300 kJ·m-2。热融沟对附近冻土路基产生较大影响,每年侧向进入路基的热量达近70000 kJ,从而可能会导致冻土路基温度升高,稳定性降低。; 林战举牛富俊徐志英刘华; 关键词：青藏铁路

青藏铁路路桥过渡段沉降变形影响因素分析被引量：34: 2011年; 青藏铁路于2006年7月1日建成通车,已运行5年。总体上铁路路基是稳定的,但由于铁路建设在以高温高含冰量为特征的多年冻土之上,冻土的微小变化会诱发路基病害的发生,其中路桥过渡段沉降变形是比较典型,也是最为普遍的一类路基病害。通过对青藏铁路西大滩至尺曲谷地164座桥梁路桥过渡段沉降病害调查及相关因素分析。过渡段路基沉降与桥走向的南北端、路基坡向、路基高度、多年冻土类型(含冰量)、地温、路基结构以及地质条件等因素相关。桥北端平均沉降量大于南端,阳坡大于阴坡;沉降量随着路基高度呈对数趋势增加;富冰、饱冰等高含冰量冻土区沉降明显高于多冰、少冰地段,高温多年冻土区沉降量高于低温多年冻土区;路基结构对过渡段沉降也有一定的响应性,表现为特殊结构路基沉降较小;粉土、粉质黏土等细颗粒地层段沉降量比砾石土等其他岩性地段大。通过相关性分析表明,过渡段路基沉降与坡向相关系数最大,为0.234,其次为与路基填土高度,为0.213,与桥南北端、路基结构、冻土含冰量也呈正相关关系;与地温的负相关性比较显著,为-0.210,其次与地质条件呈现出负相关性。; 牛富俊林战举鲁嘉濠刘华; 关键词：青藏铁路路桥过渡段路基沉降多年冻土

季节冻土区保温法抑制铁路路基冻胀效果研究被引量：43: 2010年; 模拟气候因素变化过程,得到不同时期冻土路基温度场分布,温度场随时间的变化可以反映出冻结相变区的变化;进一步分析表明,铺设保温板后,对路堤中心下冻结深度线的提升具有显著的作用,但对坡脚附近土体冻结深度线影响甚微,应当做好路基边坡防护工作。考虑土体体积力和土体冻结相变产生的膨胀力,采用热弹塑性冻胀计算模型,得到冻土路基冻胀时的变形和应力分布。在此基础之上,对冻土路基发生最大冻胀时的变形场和应力场进行分析,结果表明:利用保温法增大热阻,推迟或预防地基土的冻结,可明显减小路基冻胀隆起变形,使路基中拉应力(拉应变)减小;铺设保温板后路基坡脚附近天然地表下季节冻结层土体仍发生较大冻胀变形,其冻结时巨大的冻结膨胀力对路堤边坡仍有一定的破坏作用。建议与换填法相结合,改善坡脚附近冻胀敏感性土的土质,减弱其冻胀性,从而减小冻胀力对路堤的破坏作用。; 许健牛富俊李爱敏林战举; 关键词：季节冻土区冻土路基温度场

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