对祁连山冻土区天然气水合物钻井岩心游离气样品开展研究,测试烃类气体的组分和碳氢同位素,判断天然气水合物的气体成因类型及成藏模式。结果 显示烃类气体组分复杂,除甲烷外,还含有较高的乙烷、丙烷等重烃组分。甲烷碳同位素分布范围最广,气体成因来源相对简单,没有明显受到次生改造作用的影响。该区天然气水合物属于热解成因,判断来自深部的三叠统尕勒得寺组烃源岩。本研究可为我国高原冻土天然气水合物勘探和开发提供理论依据。
气候变暖为冻土区域的工程建设带来更多不确定性，查明冻土的地质成因及其融沉特性对于工程选址以及工法选择等尤为重要。本文以南天山地区的苏力间沟内分布的山地冻土为研究对象，通过钻探、高密度电法、地温监测以及室内试验等，查明该区域冻土的空间分布，剖析冻土形成条件和形成机理模式，揭示其融沉特性及影响因素。结果表明：苏力间沟内多年冻土和季节性冻土均有分布，季节性冻土和不连续多年冻土主要分布在左岸，即阳坡坡麓；连续多年冻土主要分布在苏力间河右岸，即阴坡坡麓；冻土层分布深度和厚度不均匀，多分布在1.9～2.7 m厚的表土下，厚约1.5～10 m;在冻土地质成因模式上分为阴坡富水低温成因模式和阳坡坡面汇流成因模式；苏力间沟多年冻土区的融沉系数介于0.39%和91.25%之间，其中连续多年冻土区的融沉系数多值区间在42.5%和68.75%之间，平均值为55.62%;苏力间沟多年冻土融沉系数与总含水率、天然密度、干密度、天然孔隙比和液性指数相关性较高，皮尔森相关系数均达0.8以上。
为了对现有青藏公路路基变形采取更有效的养护措施以及为今后青藏高速公路的设计、施工提供参考,以青藏公路部分路基工程为研究对象,通过现场调查、理论资料研究对冻土路基不稳定变形进行了分析,探讨了冻土路基不稳定变形的主要成因及影响因素。结果表明,冻土的冻胀与融沉是冻土路基产生不稳定变形的主要成因,冻土本身的复杂性质及青藏高原气候条件是影响不稳定变形的主要因素。
针对西藏自治区羊八井至大竹卡段公路改建工程涎流冰病害问题,研究了季节性冻土区公路涎流冰病害成因及防治技术。采用有限元软件MIDAS-GTS NX建立边坡渗流模型,分析了边坡开挖后边坡内部的渗流分布、坡面渗水位置、渗水大小及发展规律。研究结果表明:高原冻土地区涎流冰主要由于施工边坡开挖的裂隙水、地下水和地面水漫溢、高山冰雪融水等冻结产生。边坡从上往下顺坡向总水头值依次递减,在碎石层呈锐减趋势,变化区间为1.0～75.0 m。边坡孔隙水压力从坡顶到坡底呈递增趋势,变化区间为38.9～75.0 m,顺坡向呈递减趋势,变化区间为75.0～15.6 m,在坡脚处达到最小值。薄弱层孔隙水水平向流速一般比其他土层或岩层快。边坡因切坡等原因被破坏,其薄弱层出水量最大,是涎流冰病害防治的重点位置。采用挡冰墙和聚冰坑等综合施工措施对边坡涎流冰进行防治,取得了明显效果。
羌塘北缘开心岭—乌丽冻土区沿隐伏断层发育多处冷泉含水溶解烷烃,采用水溶烃组分和甲烷的稳定碳、氢同位素特征对其成因开展了分析研究。结果表明,开心岭—乌丽冻土区水溶烃组分中甲烷含量比例高达99. 83%～99. 96%,同时伴随有少量乙烷、丙烷,另含微量的乙烯和丙烯。开心岭一带水溶烃甲烷δ13CPDB值介于-46. 5‰～-55. 1‰,δDVSMOW值为-281. 0‰～-342. 0‰;乌丽一带水溶烃甲烷δ13CPDB值介于-47. 8‰～-58. 9‰,δDVSMOW值为-339. 0‰～-346. 0‰,指示水溶烃甲烷为有机成因,但气源较复杂,利用δ13CCH4-δDCH4、δ13C1-C1/(C2+C3)等成因图解判别,得出甲烷主要属微生物气,次之为热解成因气,混有少量原油伴生气。推断甲烷主要为有机质在微生物作用下分解的烃类气体或次生生物气,与晚二叠世那益雄组含煤烃源岩有关,气源条件暗示该地区冻土带200～500 m深度内有利于微生物成因气为主的甲烷天然气水合物形成。
青藏铁路西格段环青海湖路基的季节性冻胀和融沉,直接影响列车行驶的舒适度,严重时甚至会危及行车安全。以环青海湖段路基冻害为背景,通过选取典型冻害断面,进行原位挖探试验及室内试验,从土质、水分和温度三个方面分析了环湖段路基冻害成因和冻害机理。结果表明:环湖段路基冻害的主要原因是基床表层无良好的隔水层和排水设施,降雨入渗导致路基土体中的粉质黏土层含水率较大,当温度低于冻结温度时,土中水冻结,引起路基冻胀。
文章以青藏铁路路基实际发生的病害为例,根据青藏铁路所处地区多年冻土的特征,分析路基病害的成因,运用的综合整治方法及预防措施,以期为多年冻土路基施工、病害整治及预防提供借鉴。
利用果洛6县2005—2015年这10年的冻土出现时间、冻土完全消融时间、冻土最大深度等资料,对果洛冻土的气候变化进行了较为全面的分析,并通过分析冻土期间的降水量、最低气温、平均气温和前期降水量、前期平均气温对冻土的气候变化作出初步解释。通过分析发现,甘德近10年全年有冻土,其余地区6—8月基本无冻土。玛沁、玛多最大冻土深度呈逐年减少趋势,其余4县最大冻土深度随时间增加。果洛平均最大冻土深度随前汛期降水量的减少而增加。
冰川及冻土地貌是地貌研究的重要组成部分,通过研究阿拉斯加中南部的冰川成因及冻土分布特征有助于进一步了解中南阿拉斯加的地貌特征。在梳理影响冰川成因的多种因素以及永久冻土相关知识的前提下,对阿拉斯加中南部地区的冰川成因以及冻土分布特征进行了分析。指出:(1)大冰期被认为主要是由于大陆位置的变动而引起的,冰川形成于冬天冷到可以降雪而夏天不能暖到将所有积雪都融化掉的地方;(2)在中南阿拉斯加,山区之外的一些地方只存在不连续的永冻土。这些能够发育不连续永冻土的地方主要位于科珀河(铜河)流域,以及苏西特纳河流域北部的某些地区。