提高季节性冻土区高铁路基冻深预测精度，对保证寒区高速铁路的安全调度和平稳运行具有重要意义。针对现有季冻区高铁路基冻深预测模型缺乏利用多元环境序列信息的问题，提出一种顾及导热系数与冻土环境变量的高铁路基冻深预测LSTM模型，以兰新高铁山丹马场-民乐路段DK371+900、DK383+345和DK391+940三处断面为例，对2015-2017年冻深快速增长期的路基冻深进行预测。该模型首先利用EMD算法对导热系数与冻土环境变量时序数据进行信号分解，得到一系列具有不同特征尺度的数据序列，体现出原数据的趋势与波动性，增加数据的细节和多样性；再利用KPCA算法提取出影响路基冻深的关键因子，实现数据降维，消除因EMD产生的数据冗余；最后通过LSTM网络实现基于多变量的路基冻深预测。实验表明：该模型较传统路基冻深预测模型、EMD-LSTM模型、多变量BP神经网络模型、多变量LSTM模型有更高的精确度。模型在三处断面路基冻深预测的平均绝对误差(fmae)为0.029m、0.033m和0.060m；均方根误差(frmse)为0.036m、0.042m和0.07...

采用野外原位实验静态箱-气相色谱法,研究了兴安岭多年冻土不同程度退化地区生长季湿地土壤温室气体CH4、CO2和N2O的排放通量特征,同时分析了环境因子对土壤温室气体排放的影响。结果表明:1) 3种类型冻土区（季节性冻土区、岛状多年冻土区、连续多年冻土区,分别用D1、D2、D3表示）土壤在生长季时期表现为CO2和N2O的源; D1和D3为CH4的源,D2为CH4的汇。D1、D2、D3土壤在生长季中平均CH4排放通量分别为（0.127±0.021）、（-0.020±0. 006）、（0. 082±0. 019） mg·m-2·h-1; CO2排放通量分别为（371.50±66.73）、（318.43±55.67）、（213.19±37.05） mg·m-2·h-1; N2O排放通量分别为...

土壤质量评价是提高对土壤质量理解的关键环节。为了了解青藏高原多年冻土区高寒草地土壤质量的基本情况,在青藏高原腹地西大滩至安多地区,根据不同海拔梯度和植被盖度共采集了154个土壤样品。通过主成分分析(PCA)法确定了影响青藏高原多年冻土区高寒草地土壤质量的最小数据集(MDS):全氮、全磷、全钾。根据影响土壤质量的最小数据集对青藏高原多年冻土区高寒草地土壤质量进行评价,得出了不同海拔、不同植被盖度下的土壤质量指数(SQI)。通过对不同海拔、不同植被盖度的土壤质量指数进行对比研究表明:随着海拔的升高,SQI呈增加的趋势,即海拔4 300～4 600 m(0.270±0.043)<海拔4 600～4 900 m(0.326±0.061)<海拔4 900～5 200 m(0.410±0.075);随着植被盖度的增加,SQI也呈现增加的变化趋势,即植被盖度小于50%(0.262～0.265)<植被盖度大于50%(0.336～0.344)。在分别考虑了有机质、盐分、土壤水分对土壤质量的影响下得出的土壤质量指数值与基于最小数据集得到的土壤质量指数相一致,说明基于主成分分析的最小数据集...

纵向裂缝和沉陷在多年冻土区路面病害中占有很大的比例,且大部分属于结构性病害,在一定程度上也反应了路基破坏的严重程度,在路面评价过程中,如果用原有的PCI公式来计算,路面破损程度的评价结果则会被掩盖,因此需要将其分离出来计算其权重。将纵向裂缝和沉陷从PCI中提取出来作为单独的评价指标,采用主成分分析方法计算各评价指标的权重,客观地反映了冻土区路面病害的严重程度。

围压和温度是影响冻土强度的两个重要指标,并最终决定冻土的微观结构。文中利用MTS应变式冻土三轴仪进行了3个围压水平(300,400,500 kPa)、3个负温水平(-5,-10,-15℃)共9个试样的强度试验,并根据莫尔-库仑破坏准则确定了不同条件下的抗剪强度参数。基于土微结构研究方法,对从不同围压和不同负温破坏试样上获得的样品进行了电镜扫描观察,利用Leica QWin图像分析软件提取到了11个孔隙体微结构参数和11个颗粒体微结构参数。在此基础上,基于统计学原理,对孔隙体微结构参数和颗粒体微结构参数进行了主成分分析。对微结构参数的研究表明,第1主成分代表了微观参数水平截距、垂直截距、周长、颗粒密度,可以反映孔隙71%和颗粒50%以上的信息,第2主成分主要代表微观参数的面积分数和面积填充,可以反映孔隙17%信息和颗粒36%左右的信息。另外,围压梯度(100 kPa)在恒负温下对冻土强度的影响要比负温梯度(5℃)在恒围压下对冻土强度影响大,其强度变化的比值约为4,并在此基础上得出围压与负温对冻土强度的影响关系。冻土微结构孔隙和颗粒参数同时受到围压和负温的影响,其主成分F1变化基本一致,而...