论文部分内容阅读
你看到的是多项重大线路工程在青藏高原等极寒地区“翻山越岭”，看不到的是一代又一代的冻土与寒区工程研究者们将自己的青春与热情融入祖国的冻土事业。如今，新时期的青年研究者们前赴后继，将满腔的热情投入到这项事业当中，中国科学院寒区旱区环境与工程研究所副研究员穆彦虎就是其中的一员。
在我国，近75%的国土面积会经受冻融作用，其中多年冻土分布面积占国土面积的近1/4，是世界上继俄罗斯、加拿大之后的第三冻土大国。
与俄罗斯、加拿大等地区的高纬度冻土不同，我国主要以高海拔多年冻土、中低纬度多年冻土为主，多年冻土的温度较高，对气候变化及人类活动的敏感性更强，热稳定性较差。因此在气候变暖和工程扰动条件下，多年冻土的退化更加严重，由此所引发的融沉问题及工程病害问题也更加显著。现如今，在国家“一带一路”战略背景下，结合国家重大战略和科技需求，继续深入开展冻土环境与冻土工程问题研究，是目前中国冻土科研人员的重要使命。
在旁人眼中，也许“冻土”只是一个冰冷遥远的词语，但对穆彦虎来说，冻土早已融入了他的生活，成为他生命中的一部分。多年来，他扎根在冻土研究中，在冻土的力学性质与寒区线性工程基础稳定性等研究方向积累了丰富的经验，如今，他仍未忘记自己所肩负的使命，在冻土研究中坚定前行着。
与冻土研究结缘
穆彦虎与冻土研究的结缘，还要从他的学习经历开始说起。
本科时，穆彦虎就读于西安交通大学建筑工程与力学学院，2006年本科毕业后，为了进行进一步的深造，穆彦虎考取了中国科学院寒区旱区环境与工程研究所的硕士研究生，并在此开始硕博连读，开展地学以及岩土工程研究工作。
众所周知，从事地学或者岩土工程研究，野外的实践工作和亲身体验非常重要，而穆彦虎真正开始接触冻土与寒区工程的研究，就是从2009年跟随他的博士导师马巍研究员进行的一次野外工作开始的。
在那次野外工作中，穆彦虎看到了神奇而美丽的青藏高原，看到了世界寒区工程领域的里程碑工程——青藏铁路工程，同时，亲身体验了什么叫“高原缺氧”。一路上，他聆听了关于青藏高原、关于冻土环境、关于青藏铁路冷却路基理念和建设的细致讲解，并在这次经历中，真正体会到了“青藏高原”这个天然实验室的魅力，体会到了中国冻土科研工作者“缺氧但不缺精神”的品质。穆彦虎被这种魅力和精神深深吸引，由此，下定决心选择在这一领域继续自己的科研征程。
博士阶段，穆彦虎的主要研究方向为青藏铁路冻土路基温度、变形动态变化过程。这一研究工作中，他们基于青藏铁路路基温度、变形长期监测系统的详实、长序列的现场监测数据，开展了块石冷却路基冷却降温效果与过程、普通填土路基冻土地基温度变化过程、路基变形特征与机理等方面的研究，并在此之中积累了丰富的经验。
炽热的冻土研究梦
2012年7月，穆彦虎顺利从中国科学院寒区旱区环境与工程研究所博士毕业并正式留所，开始随马巍团队开展研究工作。在很多人看来，也许冻土力学与寒区工程是一门繁琐枯燥的学科，又需要常年与野外严酷的自然环境打交道，但是强烈的兴趣和热情使穆彦虎对冻土研究甘之如饴，并在冻土研究方面取得了一系列突出性成果。
冻土的强度是指在荷载作用下冻土抵抗破坏的极限能力，是计算冻土构筑物承载力、评价冻土地基稳定性的一个重要指标。针对工程实际中的受力状况，准确预测冻土在复杂应力条件下的强度特征是冻土力学研究的重要课题，也是冻土区工程进行合理设计和施工的重要保障。
为拓宽冻土力学试验方法，深入认识冻土复杂力学行为，冻土工程国家重点实验室与美国GCTS公司合作研发了世界上首台冻土静动空心圆柱仪。在这台仪器的基础上，穆彦虎在自己负责的国家自然科学基金青年基金项目“全应力空间中耦合温度效应的冻土强度准则研究”中，他和团队成员们首次通过试验获得了冻土在不同子午面上的强度特征，由此结合在p-q平面上冻土的强度轨迹，首次基于试验数据构建了冻土在全应力空间中的强度准则，推动了冻土强度的研究，并基于项目研究成果发表了多篇高水平科技论文。
除此之外，在中俄原油管道工程、青藏直流联网工程等多项重大寒区工程项目中，也有穆彦虎的身影。
中俄原油管道工程是我国能源战略通道的重要组成部分，也是中国石油服务国家“一带一路”建设，巩固中俄能源合作的重要项目。在这项工程中，穆彦虎所在团队針对埋地大管径高温输油管道与多年冻土地基的热力相互作用，开展了管道周围冻土地基冻结与融化过程及融化圈层时间发展过程、管道工程沿线油温预测的模拟研究，在此之中做出了突出贡献。
国家电网公司青藏交直流联网工程是国家西部大开发23项重点工程之一，是国家电网公司贯彻中央西部大开发战略、落实中央第五次西藏工作座谈会精神的重大举措。在这一项目中，穆彦虎团队针对青藏直流联网冻土区塔基稳定性问题，开展了热管措施在塔基基础冷却降温效果的研究，系统考察了包括热管数量、埋深方式、埋深深度等因素对降温效果的影响规律及程度，提出了热管措施加保温材料的复合冷却降温措施，并对其冷却降温效果进行了系统的模拟。根据青藏直流联网工程沿线多年冻土地温、含冰量，并考虑塔基埋深、塔基形式，探讨了两类措施的适用性。
野外工作有苦也有乐
从事冻土力学与寒区工程的研究工作，穆彦虎团队经常要深入到青藏高原等严寒缺氧的地带，虽环境艰苦，但是穆彦虎和团队成员们以苦为乐、静心研究，而在那里所发生的事情都已成为了他们心底难以磨灭的记忆。
那是2012年6月，马巍主持的原国家重点基础研究发展计划（973）项目启动了第一野外考察，穆彦虎作为项目办公室秘书和第六课题研究骨干，负责此次科考的带队和协调工作。
6月的青藏高原，一场大雪便是冬季，雪后半小时又成了艳阳高照的夏天。科考队队员间相互关心、团结协作，开展了大量的现场考察工作。有一次，科考队在北麓河住宿一晚后，早晨起来，整个北麓河盆地被白茫茫的大雪覆盖。吃完早饭后，团队中的工作人员走入茫茫雪地之中，纵情享受大雪所带来的愉悦，大家沉浸在一片欢乐的氛围中，完全忘却了研究工作的辛劳和高原反应的困扰。
穆彦虎说，虽然青藏高原的环境十分的恶劣，高原缺氧、天气的频繁变化，每个人上去身体上都会很难受。但是，正是这样一群人，他们不畏高原，热爱高原，在这样一个天然实验室里开展着科研工作，服务于一条路、一条输变电线路或者一条管道的建设、运营、维护，服务于青藏高原脆弱环境的保护，这种精神是值得人赞佩的，而他自己也被深深地感染了。
科学研究的道路，永远没有终点。目前，穆彦虎负责的“大孔隙块体类一通风管复合冷却路基的幅宽热效应研究”项目和参与的“青藏高速公路修筑对冻土工程走廊的热力影响及环境效应”项目，均在顺利进行中。同时，他和所在团队目前正在开展寒区长距离输水工程和土石坝工程科研项目的研究工作，服务于我国寒区水利工程的建设和运营维护。
将青春奉献给祖国的科研事业。转眼间，穆彦虎从事冻土力学与寒区工程的研究工作，已近10年。如今，这仍是他最大的心愿和永恒追求的目标。
在我国，近75%的国土面积会经受冻融作用，其中多年冻土分布面积占国土面积的近1/4，是世界上继俄罗斯、加拿大之后的第三冻土大国。
与俄罗斯、加拿大等地区的高纬度冻土不同，我国主要以高海拔多年冻土、中低纬度多年冻土为主，多年冻土的温度较高，对气候变化及人类活动的敏感性更强，热稳定性较差。因此在气候变暖和工程扰动条件下，多年冻土的退化更加严重，由此所引发的融沉问题及工程病害问题也更加显著。现如今，在国家“一带一路”战略背景下，结合国家重大战略和科技需求，继续深入开展冻土环境与冻土工程问题研究，是目前中国冻土科研人员的重要使命。
在旁人眼中，也许“冻土”只是一个冰冷遥远的词语，但对穆彦虎来说，冻土早已融入了他的生活，成为他生命中的一部分。多年来，他扎根在冻土研究中，在冻土的力学性质与寒区线性工程基础稳定性等研究方向积累了丰富的经验，如今，他仍未忘记自己所肩负的使命，在冻土研究中坚定前行着。
与冻土研究结缘
穆彦虎与冻土研究的结缘，还要从他的学习经历开始说起。
本科时，穆彦虎就读于西安交通大学建筑工程与力学学院，2006年本科毕业后，为了进行进一步的深造，穆彦虎考取了中国科学院寒区旱区环境与工程研究所的硕士研究生，并在此开始硕博连读，开展地学以及岩土工程研究工作。
众所周知，从事地学或者岩土工程研究，野外的实践工作和亲身体验非常重要，而穆彦虎真正开始接触冻土与寒区工程的研究，就是从2009年跟随他的博士导师马巍研究员进行的一次野外工作开始的。
在那次野外工作中，穆彦虎看到了神奇而美丽的青藏高原，看到了世界寒区工程领域的里程碑工程——青藏铁路工程，同时，亲身体验了什么叫“高原缺氧”。一路上，他聆听了关于青藏高原、关于冻土环境、关于青藏铁路冷却路基理念和建设的细致讲解，并在这次经历中，真正体会到了“青藏高原”这个天然实验室的魅力，体会到了中国冻土科研工作者“缺氧但不缺精神”的品质。穆彦虎被这种魅力和精神深深吸引，由此，下定决心选择在这一领域继续自己的科研征程。
博士阶段，穆彦虎的主要研究方向为青藏铁路冻土路基温度、变形动态变化过程。这一研究工作中，他们基于青藏铁路路基温度、变形长期监测系统的详实、长序列的现场监测数据，开展了块石冷却路基冷却降温效果与过程、普通填土路基冻土地基温度变化过程、路基变形特征与机理等方面的研究，并在此之中积累了丰富的经验。
炽热的冻土研究梦
2012年7月，穆彦虎顺利从中国科学院寒区旱区环境与工程研究所博士毕业并正式留所，开始随马巍团队开展研究工作。在很多人看来，也许冻土力学与寒区工程是一门繁琐枯燥的学科，又需要常年与野外严酷的自然环境打交道，但是强烈的兴趣和热情使穆彦虎对冻土研究甘之如饴，并在冻土研究方面取得了一系列突出性成果。
冻土的强度是指在荷载作用下冻土抵抗破坏的极限能力，是计算冻土构筑物承载力、评价冻土地基稳定性的一个重要指标。针对工程实际中的受力状况，准确预测冻土在复杂应力条件下的强度特征是冻土力学研究的重要课题，也是冻土区工程进行合理设计和施工的重要保障。
为拓宽冻土力学试验方法，深入认识冻土复杂力学行为，冻土工程国家重点实验室与美国GCTS公司合作研发了世界上首台冻土静动空心圆柱仪。在这台仪器的基础上，穆彦虎在自己负责的国家自然科学基金青年基金项目“全应力空间中耦合温度效应的冻土强度准则研究”中，他和团队成员们首次通过试验获得了冻土在不同子午面上的强度特征，由此结合在p-q平面上冻土的强度轨迹，首次基于试验数据构建了冻土在全应力空间中的强度准则，推动了冻土强度的研究，并基于项目研究成果发表了多篇高水平科技论文。
除此之外，在中俄原油管道工程、青藏直流联网工程等多项重大寒区工程项目中，也有穆彦虎的身影。
中俄原油管道工程是我国能源战略通道的重要组成部分，也是中国石油服务国家“一带一路”建设，巩固中俄能源合作的重要项目。在这项工程中，穆彦虎所在团队針对埋地大管径高温输油管道与多年冻土地基的热力相互作用，开展了管道周围冻土地基冻结与融化过程及融化圈层时间发展过程、管道工程沿线油温预测的模拟研究，在此之中做出了突出贡献。
国家电网公司青藏交直流联网工程是国家西部大开发23项重点工程之一，是国家电网公司贯彻中央西部大开发战略、落实中央第五次西藏工作座谈会精神的重大举措。在这一项目中，穆彦虎团队针对青藏直流联网冻土区塔基稳定性问题，开展了热管措施在塔基基础冷却降温效果的研究，系统考察了包括热管数量、埋深方式、埋深深度等因素对降温效果的影响规律及程度，提出了热管措施加保温材料的复合冷却降温措施，并对其冷却降温效果进行了系统的模拟。根据青藏直流联网工程沿线多年冻土地温、含冰量，并考虑塔基埋深、塔基形式，探讨了两类措施的适用性。
野外工作有苦也有乐
从事冻土力学与寒区工程的研究工作，穆彦虎团队经常要深入到青藏高原等严寒缺氧的地带，虽环境艰苦，但是穆彦虎和团队成员们以苦为乐、静心研究，而在那里所发生的事情都已成为了他们心底难以磨灭的记忆。
那是2012年6月，马巍主持的原国家重点基础研究发展计划（973）项目启动了第一野外考察，穆彦虎作为项目办公室秘书和第六课题研究骨干，负责此次科考的带队和协调工作。
6月的青藏高原，一场大雪便是冬季，雪后半小时又成了艳阳高照的夏天。科考队队员间相互关心、团结协作，开展了大量的现场考察工作。有一次，科考队在北麓河住宿一晚后，早晨起来，整个北麓河盆地被白茫茫的大雪覆盖。吃完早饭后，团队中的工作人员走入茫茫雪地之中，纵情享受大雪所带来的愉悦，大家沉浸在一片欢乐的氛围中，完全忘却了研究工作的辛劳和高原反应的困扰。
穆彦虎说，虽然青藏高原的环境十分的恶劣，高原缺氧、天气的频繁变化，每个人上去身体上都会很难受。但是，正是这样一群人，他们不畏高原，热爱高原，在这样一个天然实验室里开展着科研工作，服务于一条路、一条输变电线路或者一条管道的建设、运营、维护，服务于青藏高原脆弱环境的保护，这种精神是值得人赞佩的，而他自己也被深深地感染了。
科学研究的道路，永远没有终点。目前，穆彦虎负责的“大孔隙块体类一通风管复合冷却路基的幅宽热效应研究”项目和参与的“青藏高速公路修筑对冻土工程走廊的热力影响及环境效应”项目，均在顺利进行中。同时，他和所在团队目前正在开展寒区长距离输水工程和土石坝工程科研项目的研究工作，服务于我国寒区水利工程的建设和运营维护。
将青春奉献给祖国的科研事业。转眼间，穆彦虎从事冻土力学与寒区工程的研究工作，已近10年。如今，这仍是他最大的心愿和永恒追求的目标。