为了探究含水率与围压变化对高温冻土物理力学性质的影响，以新疆伊犁河谷高温冻结黄土为研究对象，开展了黄土的矿物成分、物理性质，以及不同含水率和围压条件下冻土的三轴压缩试验。结果表明：伊犁黄土的粉粒与黏粒粒组含量占比较高，对冻融作用的反应敏感。低含水率时表现为应变软化现象，破坏形态以脆性剪切破坏为主，饱和含水率时表现为应变硬化现象，破坏形态以塑性鼓胀变形破坏为主，软化系数随含水率增大而逐渐减小。随着含水率增大，峰残内摩擦角逐渐降低，峰残黏聚力逐渐增大，变形模量逐渐增大。随着围压增大，弹性模量和损伤演化特征参数均逐渐降低，引入的损伤力学本构模型能够较好地描述高温冻土在不同含水率和围压影响下的应力应变全过程。研究成果可为伊犁河谷冻融滑坡成灾机理研究提供力学参数与理论依据支撑。
基于2000-2014年新疆伊犁地区不同海拔区域观测的冻融期内的冻土、积雪和气象数据,应用相关性分析和回归分析方法,分析该地区季节冻土沿海拔的分布规律,以及气温、积雪对季节冻土特征的影响。结果表明:伊犁地区表层土壤存在着每年11月份开始结冻,于次年4月份完全融化的周期性变化。每个周期内土壤冻结时长随海拔以4d·（100m）-1的趋势增加,土壤最大冻结深度随海拔以3.9cm·（100m）-1的趋势增加。土壤冻结时长与冻结期的平均气温具有显著负相关关系,相关系数为-0.98（P<0.05）。土壤冻结日数与积雪覆盖历时呈正相关关系,土壤的最大冻结深度与最大雪深呈负相关关系。随着海拔升高,温度递减,导致伊犁地区土壤最大冻结深度和土壤冻结日数整体呈现增加趋势。但在海拔相对较高的地区,由于相对较厚积雪的影响,出现土壤最大冻结深度随海拔升高而减小的反常现象。研究结果可为新疆伊犁地区季节冻土的分布对气候变化的响应研究提供支持,帮助研究区域生态规划和水资源管理,为农业发展制定适应气候变化对策。
【中文摘要】我国黄土高原黄土环境磁学研究已取得了巨大进展，但对天山等山地黄土环境磁学研究还刚开始。初步研究表明，该区黄土剖面磁化率特征与黄土高原不同，表现在古土壤磁化率值不一定高于黄土、有些剖面甚至相反。伊犁盆地巩乃斯河流域不同海拔的塔勒德（850m）和库尔德能布拉(1400m)晚更新世黄土剖面（相距约100km）磁化率特征即相反。本研究拟通过对这两个剖面及流域现代土壤详细的岩石磁学、X射线衍射、有机质碳同位素、孢粉组合分析研究,查明这两个剖面黄土和古土壤磁性矿物特征及其差异；磁性矿物赋存的氧化-还原环境与黄土、古土壤形成的气候环境，根据这些分析测试数据及有关参数的分析及对比，研究塔勒德剖面与库而德能布拉磁化率相反及古土壤磁化率低于黄土的原因、分析控制干旱区黄土、古土壤磁化率值的主导因素，这对深刻认识古土壤磁化率形成机制、中亚干旱区磁化率的古气候意义都有重要科学价值。
2009-01