基于主动冷却路基原理，提出能主动调控热量的寒区路基结构形式——含水调控层路基，即在寒区路基中埋置一定厚度的含水调控层，根据不同季节，通过调控层水、冰相变来调节外界能量输入，达到保护路基下冻土的目的。为分析含水调控层路基冷却效果，以五道梁地区普通路基为对象，考虑未来50 a气温上升2.6℃气候环境，研究分析了含水调控层路基的冷却效果，并确定了含水调控层路基调控水层的合理厚度。结果表明：在五道梁气候环境下，同普通路基相比，路基中设置含水调控层，可有效地调节外界热量或冷量的输入，具有明显保护冻土的作用；通过含水调控层水层厚度为0.4、0.6、0.8、0.9、1.0 m的对比分析，同普通路基相比，各水层厚度路基中冻土上限分别上升了1.46、2.66、3.56、3.86、4.16 m;当水层厚度为0.8 m时，路基中融化盘消失时间与水层厚度为0.9 m和1.0 m时相同，均为第45年。因此，在设置的五道梁气候环境下，调控含水层水层合理厚度应为0.8 m。

为了有效揭示季节性冻土区农田土壤水盐空间演变机理,以野外大田试验为研究载体,设置了生物炭调控(CS)、秸秆调控(JS)、生物炭与秸秆联合调控(CJS)和对照组(BL)4种调控处理,分别测试了冻结期与融化期各土层处土壤能量累积效果、水盐空间分布特征,进而探究了冻融条件下土壤水盐迁移协同效应关系。研究结果表明:冻结期,秸秆的覆盖调控作用显著地提升了土壤保温效果,减少土壤热量散失,土壤冻结速率减慢,土壤水分在浅层的富集现象显著,同时,其有效地提升了土壤水分与盐分的协同效应关系,其中,JS处理条件下浅层土壤储盐量分别相对于BL、CS和CJS处理提升了42.4、18.4和18.0 g。融化期,生物炭与秸秆的联合调控作用增加了地表对于光照和热量的吸收,加快了土壤的融解速率,同时,土壤的持水能力增强,盐分淋洗效果显著,土壤水分与盐分的协同作用效果显著高于其他3种处理。为丰富寒区农田土壤水盐调控技术以及科学合理提升农业水土资源利用效率提供理论指导。

为了解决多年冻土区路基变形控制与稳定性问题,满足高海拔多年冻土区路基调控措施的选型需求,以青藏公路、国道214线共和至玉树公路、中科院北麓河高等级试验公路中已试验应用的一些典型路基调控措施为研究对象,采用实测数据分析、数值模拟等方法,将实体试验工程长时间序列监测数据反映的情形与数值模拟结果对照,并结合道路运营状态调查等技术手段对各类典型调控措施的长期作用效能进行验证,探讨其在高等级公路中的适应性。研究表明:隔热层工程措施、热棒工程措施、空心块护坡工程措施等基于温度调控的冻土路基变形调控措施,主要通过减少路基基底吸热、调控路基基底温度场的变化趋势与强度,实现对冻土路基变形进行调控,它们对路基自身结构安全与稳定性要求较高,长期作用效能没有达到设计预期,该类调控措施在路基变形调控应用中不宜单独使用,应注重与其他调控措施组合使用;块石路基、通风管路基、全断面通风路基等主要基于水、热同时调控的工程措施,它们通过减弱水的影响,对流换热增加基底冷储量,减少路基体水热影响作用明显,虽然也存在有些措施热效能不足、路基基底整体处于净吸热状态的问题,但其自身结构力学稳定性和水稳定性较好,综合使用效能经长期观...

基于冻土地区公路路基设计和施工的特点,分析了冻土地区公路路基病害形成原因。从冻土地区路基结构一般性设计原则出发,探讨了热棒路基、隔热层路基、通风管路基、片块石路基、遮阳板路基、宽幅通风路基等特殊路基处理方法的适应性与优缺点,并提出冻土地区特殊路基施工中的质量控制措施。

对六轮摇臂式月球车的运动协调控制进行了研究。采用轮式行星车的地形检测技术,根据测试数据和刚体运动学理论估算月球车各车轮的轮地夹角,获得实际的地形特征。用仿真验证了其有效性。另提出了基于地形特征控制车轮滑转率的月球车运动协调控制规则。定义了协调控制算法的启用、运行和结束准则。规定仅对满足一定条件的崎岖地形才作协调控制,忽略微小的地形起伏,以减少控制系统负担。

青藏公路建设实践表明,每一种冻土路基的调控措施,在实际应用当中都有其针对性和局限性,其设计方法也在不断进行优化与改进。因此,如何设计及选用合适的调控措施,是目前迫切需要解决的问题。文章在总结目前青藏公路所采用的较为成熟调控措施的基础上,引进了最新科研成果,对每一种调控措施的设计方法及适用性进行了系统的阐述。研究认为:在选用保护冻土路基调控措施时,应充分考虑地温分区、路基病害及建设要求等因素。

青藏高原低纬度高海拔地区,太阳辐射是土体升温的直接热源,而带有融化潜热的雨水垂直渗流有加速下部冻结层融化的趋势。基于对辐射、避雨、保证蒸发散热边界条件等方面考虑,提出了一种积极主动的保持冻土路基稳定的措施——遮阳板路基。文内对这种新措施的工作机理进行了分析,并总结了试验实体工程设计与施工中存在的一些问题。通过对试验路段和对比路段观测、调查分析认为,遮阳板路基护坡是一种可行的保持路基稳定的积极有效的新方法。