基于青藏高原多年冻土区三个钻孔的地球物理测井数据和钻孔编录资料,我们对多年冻土厚度和多年冻土层内地下冰与地球物理测井数据之间的关系进行了相关的分析研究.研究表明,当地层为土壤类型时,可以使用井径和侧向测井曲线来判断多年冻土层厚度;而当地层为致密的基岩时,不能使用上述两种测井曲线来判断多年冻土层厚度.此外,还可以使用长源距伽马-伽马曲线和侧向测井曲线来识别多年冻土层内部分地下冰层的位置,其前提条件是地下冰层具有一定的厚度,或即使厚度较薄,但连续出现.这一研究结果对于利用地球物理测井曲线来调查多年冻土情况具有一定的应用价值.
多年冻土厚度对于多年冻土的区域分布和环境效应具有重要控制和指示意义.应用瞬变电磁法(TEM)对青藏高原西昆仑地区的多年冻土下限进行了探测,并结合钻孔资料分析了该研究区域多年冻土厚度的分布特征.结果表明:研究区域多年冻土厚度随地形、地质条件的差异表现出显著的空间差异性.沿着219国道从509道班到奇台达坂的高山峡谷区,随着海拔的升高,多年冻土从无到有,而且,TEM探测到的多年冻土厚度从不到10 m到接近100 m,平均厚度约为55 m;自界山达坂向东到拉竹龙的低山丘陵区,除部分区域发育融区外,多年冻土厚度一般在50 m左右,TEM探测显示多年冻土平均厚度约为58 m;进入甜水海盆地,多年冻土厚度普遍超过60 m,TEM探测到靠近湖泊的盆地中心地带多年冻土平均厚度可达110 m.多年冻土厚度随地温的降低呈显著的线性增加趋势,10 m深度地温平均每降低1℃,多年冻土厚度增加29 m.多年冻土的厚度随海拔的升高显著增加,同时局地因素对多年冻土的发育有显著影响,其内在机制需要进一步研究.
通过多年冻土区大气温度与地温关系,得出季节冻结期和季节融化期地面温度,进一步确定季节冻结及季节融化深度。综合地面温度得出多年冻土厚度随时间变化的关系,将大气温度、地面温度、融冻层厚度及多年冻土厚度变化建立起与时间相关的联系方程。考虑大气温度变化分析桩土相互作用并建立桩土相互作用模型。综合联系方程、桩土分析模型及冻土地区建筑地基基础设计规范中的单桩竖向承载力公式,建立了联系大气温度、地面温度、季节融冻深度、多年冻土层厚度变化与桩基承载力的关系预报模型,为预测在设计使用年限内随着大气温度变化桩基的工作状况提供较为科学的依据。