文章利用茫崖、冷湖、大柴旦、德令哈、天峻和茶卡气象监测站1961—2019年冻土观测资料和气温以及0、5、10、15、20cm地温资料,采用JuLian日换算方法、累积距平法、现代气候诊断分析法系统分析研究了青海省海西地区冻土初日和终日时空变化特征、初日和终日突变特征、初日和终日与地温和气温相关性以及冻土初日和终日的周期变化特征。结果显示:海西地区冻土初日受温度的影响比较大,且与冻结当月的平均气温和地温相关性显著;冻土终日与春季平均气温、春季0~20cm平均地温呈负相关。分析结果可为当地农业、水利、交通、建筑等项目的安全生产和建设施工、区域经济发展提供参考依据。
选取1961—2020年三江源地区19个气象观测站点的逐日冻土数据,整理出冻结初始日、融化终止日、最大冻结深度,研究三江源季节性冻土始冻期、解冻期、年最大冻结深度的时空分布特征。结果显示:1961—2020年三江源季节性冻土区平均冻结初始日为10月12日,气候倾向率为2.15 d/10 a,呈现明显推迟趋势;1961—2020年平均融化终止日为5月5日,气候倾向率为-1.35 d/10 a,总体呈较显著提前趋势;平均年最大冻结深度为132.7 cm,气候倾向率为-1.50 cm/10 a,冻结深度总体呈显著减小趋势。
冻土的渗透系数是估算土体冻胀的关键参数,往往是由土体冻结特征曲线估算得到,而土体冻结特征曲线的获取往往较为困难。本文提出一种可由土水特征曲线估算饱和冻土渗透系数的方法。本文以兰州粉壤土和砂壤土为研究对象,首先测量了其土水特征曲线;其次借助Clapeyron方程,将土水特征曲线转换为土体冻结特征曲线;最后利用四组饱和冻土的渗透系数模型得到预测结果,并与已有实测值进行了对比,验证了该方法的有效性。该研究结果建立了非饱和土未冻土与饱和冻土之间的关系,可为研究非饱和地区和冻土地区的建设提供理论依据。
选取某高原高速公路(片块石路基、热棒路基和通风管路基)进行无损检测,运用探地雷达技术识别多年冻土区特殊结构路基类型、病害及下部冻土分布情况。结果表明:片块石路基通风层处波形杂乱呈区域化分布,热棒路基具备固定间距窄波幅月牙双曲线特征,通风管路基具备固定间距宽幅双曲线特征;对路基病害进行识别,发现检测段片块石路基部分孔隙被堵塞、热棒路基部分热棒失效、通风管路基存在不均匀沉降;通过路基下部多年冻土人为上限的识别及对比以往勘察数据,显示检测段特殊结构路基下方多年冻土均出现退化现象,多年冻土上限下移。
对非饱和土体在冻结温度以下土中未冻水含量进行了理论分析,给出了一种简便的预测方法及其数学模型。基于非饱和土孔隙中气液两相的化学平衡和力学平衡关系,结合土-水特征曲线,给出了以Van Genuchten土-水特征曲线模型参数表示的土体孔隙体积分布密度函数,且水分冻结与土体孔径分布密切相关。根据初始有效饱和度对应的液态水填充的最大孔径和一定冻结温度对应的起始结晶孔径之间的关系,分析了土体孔隙中冰水相变的特征及其临界有效饱和度。当初始有效饱和度超过临界结晶饱和度后,冻结现象才会发生。给出了非饱和土体在冻结温度以下土中未冻水饱和度的预测公式,并通过已有的试验结果对其有效性进行了验证。
毛霉菌广泛分布于自然界,大部分是腐生的,常引起动、植物的病害。青藏高原高寒生态区毛霉菌有11个属,其中,冻土毛霉(Mucor hiemalis),仅在台湾、辽宁、湖南、陕西、甘肃、青海、新疆有分布。本文就冻土毛霉的形态特征、生物学特性、经济价值等研究进展进行了综述,为冻土毛霉的相关研究及开发利用提供参考。
【目的】季节性冻土的冻融循环过程显著影响了流域水循环和冻土层的演变。明晰冻融过程演变规律,为保障季节性冻土区生态及水利水电工程的建设和运行管理提供理论支撑。【方法】基于我国东北部典型季节性冻土区的10个气象站和冻土观测站数据,分析1960—2020年冻融指数的时空分布特征,计算了最大冻结深度、冻结开始日期、完全融化日期、冻融期、冻土退化速率,并结合气候(年平均气温、冻结温度变化率、冻结指数、融化指数)及地理参数(经纬度、海拔),利用相关性分析评估1960—2023年典型季节性冻土区最大冻结深度、冻土退化速率与冻融状态的影响。【结果】我国东北部典型季节性冻土区冻结指数以55.10℃·d/10 a的速率减小,融化指数以60.80℃·d/10 a的速率增加。60 a间最大冻结深度范围为68.00~260.00 cm,冻土退化速率范围为0.07~1.45 cm/a,开始冻结日期推迟速率为1.15 d/10 a,完全融化日期以4.71 d/10 a的速率显著提前,冻融期以5.60 d/10 a的速率缩短。【结论】冻结指数与纬度的相关性大,而融化指数与海拔相关性强。我国东北部典型季节性冻土区最大冻...
本文借助宝石学显微镜、超景深显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、X射线荧光光谱仪及拉曼光谱仪对西伯利亚猛犸象牙“冻土料”(猛犸象牙门齿次外层区域)、猛犸臼齿(槽牙)的形貌特征、化学成分及谱学特征进行了较系统性测试分析,旨在拓展猛犸象牙的研究资料。结果显示,猛犸象牙“冻土料”样品具有明显的勒兹纹生长结构,且外层平行/垂直于牙皮的生长纹理与勒兹纹交点的垂线的交角小于90°,冻土层丰富的矿物组成对样品的表皮造成不同颜色和深度的侵染、对其结构及花纹的多样性产生一定影响;成分分析显示,猛犸象牙“冻土料”样品和猛犸臼齿样品均含有大量的P与Ca等元素,且Sr/Ni+Cu的元素含量比值均小于20;拉曼光谱测试到的960 cm-1和580 cm-1指示了猛犸象牙中磷酸盐的成分。猛犸臼齿样品的表面、缝隙、珠孔处的灰蓝色-黑色物质的红外光谱显示为环氧树脂,且该样品表面局部覆无色透明膜,棕色及白色主体部分具猛犸象牙谱线特征,指示其经过充填和覆膜处理。
以怒江源区那曲流域为例,基于4个试验场完全融化期(6—9月)的土壤体积含水量(0.15~0.51 cm3/cm3)和土壤基质势数据(0~200 kPa)实测数据,选择Van Genuchten(VG)、Brooks-Corey(BC)和Campbell 3个模型进行拟合,以均方根误差ERMS和决定系数R2为评价指标,分析3个模型对高海拔季节冻土区不同土层和不同土壤质地的适用性。结果表明:从整体上看,VG模型(平均R2为0.992,平均ERMS为0.006 cm3/cm3)的拟合效果优于BC模型(平均R2为0.972,平均ERMS为0.019 cm3/cm/3)和Campbell模型(平均R2为0.984,平均ERMS为0.014 cm3/cm3);但是在不同土层...
我国西北地区被季节冻土全覆盖,且近年来该区域地震频发。为研究我国西北地区季节性冻土场地的地震反应特性,开展了季节性冻土场地振动台试验,并建立了不同冻结深度的三维实体有限差分模型,对比分析了不同地震激励作用下的季节性冻土场地的地震反应特征和土体的动剪应力—动剪应变规律。结果表明:在地震激励下,冻土层的存在虽然有效抑制了地震动能量,但冻结期场地的水平位移与非冻结期相比明显较大,且竖向位移呈显著的层状震陷特征;冻土场地的峰值放大系数呈先增大后减小然后再增大的规律,并且冻土层深度越大其峰值放大系数越小。此外,通过土体的动剪应力—动剪应变关系可以发现,冻土场地地震反应具有明显的非线性特征,且冻土层的存在对地震能量具有一定的削弱作用。