本项研究以青藏公路五道梁-沱沱河段一处发育的高寒草甸热融滑塌灾害作为研究对象，采用野外原位测量与室内单根、群根抗拉试验以及草甸层原位拉裂试验，研究了区内草本植物单根和群根力学性能及其特征，进一步评价了植物根系增强高寒环境热融滑塌区土体抗拉强度和提高边坡浅层稳定性贡献。结果表明：草本单根抗拉力及单根抗拉强度与根径间均呈幂函数关系；草本植物根数与群根抗拉力及群根抗拉强度之间均符合线性函数关系；草甸层原位抗拉试验值总体小于理论计算值。区内草本根系显著增强土体抗拉强度，且其增强土体强度贡献与根径、含根量和土壤密实度之间表现出显著相关性。本研究结果为有效防治青藏公路沿线高寒草甸热融滑塌、水土流失等地质灾害，起到提供理论支撑和实际指导作用。

不良冻土热融滑塌平面、剖面示意图,提取不良冻土热融滑塌特征,以此为基础,采用微分方程模拟热融滑塌温度场数值,以模拟结果为基础,结合热融滑塌实际情况,采用填埋碎石防治不良冻土热融滑塌,并制定相应的恢复对策,实现了不良冻土热融滑塌致生态破坏的防治及恢复。与现有的不良冻土热融滑塌致生态破坏的防治方法及恢复对策相比较,提出的不良冻土热融滑塌致生态破坏的防治方法及恢复对策,极大的提升了防治效果,充分说明提出的不良冻土热融滑塌致生态破坏的防治方法及恢复对策具有更好的性能。

热融滑塌导致的斜坡失稳是冻土区公路修建过程中面临的主要挑战。以三阿公路阿尔山冻土区热融滑塌斜坡失稳为研究对象,分析了冻土区热融滑塌的基本特征,从冻融作用、高含冰量冻土和降水作用三个方面探讨了融冻泥流及热融滑塌的产生机理。分析表明,反复冻融作用导致水分迁移及分凝冰聚集,形成了高含冰量冻土层,高含冰量冻土层的融化是融冻泥流的主要原因,降水作用和施工扰动促进了热融滑塌的发育。针对热融滑塌对公路施工的不利影响,提出了相应的处置措施。

本文以高寒高海拔地区某公路边坡工点实例为依托,从加固机制、稳定性验算、处置效果、工程造价对比分析等方面,对该工点季节性冻土热融滑塌综合治理方案进行阐述,以期为今后类似工程提供设计参考。

全球气候变暖及人类活动导致青藏高原大面积冻土退化、热融滑塌等问题,严重影响了多年冻土区工程建设和生态环境。利用无人机高空间分辨率影像和面向对象分类技术进行了黑河上游俄博岭垭口冻土区热融滑塌监测实验,详细分析了最邻近、K-最邻近、决策树、支持向量机(support vector machine,SVM)和随机森林5种面向对象监督学习方法提取冻土热融滑塌边界的性能和精度,并使用野外实测数据对实验结果进行验证。结果表明,面向对象分析中分割尺度对热融滑塌提取结果影响较小,而不同组合的分类特征影响较大,因此选择合适的分类特征是关键; 5种分类方法的总体精度均在90%以上,其中SVM方法的Kappa系数高于其他4种分类方法,表明该方法在本次实验研究中更适合无人机遥感影像冻土热融滑塌边界提取。无人机高空间分辨率遥感与面向对象分类方法相结合在冻土热融滑塌监测中具有广阔的应用前景。

冻土地区斜坡的稳定性很大程度上取决于坡体内温度场的分布状况.在野外观测数据无法完整的反映出热融滑塌发展过程中斜坡温度场分布的情况下,结合青藏公路K3035热融滑塌的气候及工程地质条件,应用有限元方法进行了滑塌过程温度场分布的数值模拟,并与实际观测资料进行了对比,进一步讨论了在滑坎位置填埋碎石的工程防治措施的效果.结果表明滑坎位置下多年冻土不稳定,容易导致斜坡的进一步滑塌,而防治措施能有效遏制滑塌趋势.

通过对冻土的分布特征、物理力学特性与典型热融滑塌路段的研究,分析了冻土产生热融滑塌破坏的机制,进而对冻土斜坡进行稳定性计算和预测,最后提出一些处理措施。

　南水北调工程、青藏铁路建设工程等一系列工程的实施,将进一步影响和加剧青藏高原多年冻土区斜坡稳定性问题,冻土区边坡开挖及斜坡稳定性是工程活动中必须解决的问题之一,冻土斜坡稳定性研究在国内尚属空白。通过相似模型试验对高原多年冻土区斜坡在自然和人类活动影响下的失稳机制和活动规律进行分析,是开展研究的重要手段。根据相似理论第一定律,对冻土斜坡模型试验进行了相似分析,应用积分类比法推导并建立了冻土斜坡模型试验的相似指标和相似判据,得出在用原状土作模型介质时,6个相似常数减少为2个相似常数,即cτ和cl。模型与原型的时间比例尺是由几何比例尺决定的,即cτ=c2l,仅有一个相似参数为自变量,另一个为因变量。据此对青藏高原多年冻土区青藏公路沿线K3035处冻土斜坡进行了相似模型设计和冻融模型试验。模型再现了K3035处7°斜坡在4个冻融循环条件下,坡体中部(水平、垂向)4#位移伸张计质点位移曲线随时间的变化特征。实验表明,斜坡土体中部在第一次冻融循环中已有滑动迹象,随着滑坎进一步后退和靠近观测基准点,必然出现一次较大的位移,直至周边土体出现滑塌为止。模型试验结果与现场观测资料相比较是令人满意的。