【摘 要】
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为研究季节冻土区冻融作用对基坑工程的影响,基于考虑冰-水相变的热传导理论、考虑黏聚力的修正剑桥模型和强度折减法,建立了适用于季节冻土区基坑稳定性分析的计算平台.在此基础上,结合具体的试验数据对不同初始状态的基坑算例进行计算,研究季节冻土区基坑冻融前后稳定性和位移的变化情况,并根据土体冻融前后的物理力学参数对上述变化规律作出分析.研究结果表明,冻融作用加剧季节冻土区基坑的局部变形,且土体的初始干重度对变形规律的影响较大,但基坑的整体安全系数并未受到冻融作用的显著影响.存在一个临界干重度γd0,基坑土体的初始
【机 构】
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中国科学院西北生态环境资源研究院冻土工程国家重点实验室,甘肃兰州730000;中国科学院大学,北京100049;中国建筑第四工程局有限公司西北分公司,陕西西安710075;西安理工大学,陕西西安701
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为研究季节冻土区冻融作用对基坑工程的影响,基于考虑冰-水相变的热传导理论、考虑黏聚力的修正剑桥模型和强度折减法,建立了适用于季节冻土区基坑稳定性分析的计算平台.在此基础上,结合具体的试验数据对不同初始状态的基坑算例进行计算,研究季节冻土区基坑冻融前后稳定性和位移的变化情况,并根据土体冻融前后的物理力学参数对上述变化规律作出分析.研究结果表明,冻融作用加剧季节冻土区基坑的局部变形,且土体的初始干重度对变形规律的影响较大,但基坑的整体安全系数并未受到冻融作用的显著影响.存在一个临界干重度γd0,基坑土体的初始干重度接近临界干重度时,围护桩水平位移在冻融前后的变化较小,随着土体初始干重度与临界干重度的差距增大,围护桩水平位移在冻融前后的变化量也随之增大.土体的初始干重度越小,基坑围护桩的竖向位移和坑底隆起位移在冻融前后的变化量越大,即土体初始干重度较小的基坑在经历冻融后,围护桩的竖向位移产生显著沉降,但坑底隆起情况有明显缓解.研究成果对季节冻土区基坑工程的设计和施工具有重要意义.
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多年冻土储存了大量的有机碳、氮素以及持久性有机污染物和汞等污染物.全球变暖背景下,目前全球大部分的多年冻土都处于退化状态.多年冻土区土壤温度升高、多年冻土层解冻后,土壤温度水分会发生变化,从而改变微生物的生长代谢过程,进而改变多年冻土区的物质循环.通过综述多年冻土区的碳、氮及污染物的储量及其在多年冻土退化下的迁移转化及输出特征,研究发现:多年冻土退化增加活动层厚度、形成热喀斯特地貌,一方面导致碳基和氮基温室气体快速释放到大气中,另一方面也向水生系统中输出溶解性碳氮组分及可溶性污染物,这些过程会导致多年冻土
积雪中记录的痕量元素含量,能很好地评估当地大气污染状况.利用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS),对2018年1月和3月采自新疆北部的天山北坡、伊犁河谷、塔城地区和阿勒泰地区的积雪样品进行了16种痕量元素测试.结果表明:北疆地区积雪中痕量元素含量的平均值在0.06 ng·g-1(Cd)～1481.1 ng·g-1(Al)之间.时间分布上,消融期多数痕量元素浓度低于积累期、稳定期;Pb、Cr等元素消融期含量高于其他时期,可能与外源输入有关.空间分布上,塔城地区和天山北坡的多数痕量元素含量高出伊犁河谷和阿勒
基于19个人工气象站1961—2017年风速风向实测数据对南极冰盖近地面风速时空变化和风向进行了分析.结果表明:近50年来,南极冰盖近地面各季节平均风速和年平均风速变化的空间模式基本一致.东南极0°～120°E沿海地区风速呈显著上升趋势;南极半岛气象站风速变化趋势各异,且变化速率相差甚大,但从区域平均结果来看,南极半岛年和季节平均风速均呈上升趋势.这与近几十来局地气温、气压变化及南半球环状模趋向于正位相发展有关.东南极受下降风和绕极东风影响,大部分地区盛行偏南风或偏东风,且频率较高风向稳定;而受天气活动影
以亚洲高山区为研究区,在对2000—2020年逐日MODIS积雪产品进行去云处理的基础上提取了每一水文年的积雪日数(snow-covered days,SCD)、积雪开始日期(snow onset date,SOD)、积雪结束日期(snow end date,SED)和积雪持续日数(snow duration days,SDD)等积雪物候参数,并分析了积雪物候时空动态特征及其与气候变化的响应关系.结果表明:亚洲高山区积雪物候空间差异较大,并呈现出主要受海拔影响的垂直地带性分布规律.研究区SED主要集中在3
在全球变化背景下,雪面雨发生频次增加,致灾风险加大,认识雪面雨时空变化特征对于防洪减灾具有重要意义.基于我国新疆北部地区42个国家气象站1960—2015年逐日气温、降水、雪深、天气现象等气象观测数据,制定降水类型、地面状态、雪深等共同判定雪面雨事件的参数化方案,进而分析新疆北部地区雪面雨日数时空变化特征及其与气温、海拔的关系.结果表明:近56 a来新疆北部地区雪面雨日数以0.3 d·(10a)-1的速率呈缓慢增加趋势;空间分布上,新疆北部地区雪面雨主要集中于塔城北部、伊犁河谷、乌鲁木齐河源地区,其中塔城
积雪深度的变化对地表水热平衡起着至关重要的作用.选用了国际耦合模式比较计划第六阶段(CMIP6)中目前情景比较齐全的五个全球气候模式,通过对比新疆地区1979—2014年积雪深度长时间序列数据集,评估了气候模式在新疆地区模拟积雪深度的模拟能力,接着预估了未来不同SSPs-RCPs情景下新疆地区在2021—2040年(近期)、2041—2060年(中期)、2081—2100年(末期)相对于基准期(1995—2014年)的积雪深度变化.气温和降水对积雪深度变化有着重要的影响,因此还分析了新疆地区到21世纪末期
大兴安岭北部是我国唯一的中高纬度多年冻土区,其水热特征分析对陆气能量交换、生态系统和气候变化等研究有重要意义.基于2011—2020年期间对大兴安岭森林生态站附近的湿地多年冻土开展的气温和0～2m地温和土壤含水量数据,对大兴安岭湿地多年冻土活动层的水热特征进行了分析.结果表明:湿地多年冻土活动层内地温的变幅随深度减小,且具有滞后性.融化期地表温度高于深层地温,冻结期相反.2012年、2013年、2019年和2020年的平均融化速率分别为0.49、0.61、0.47和0.56 cm·d-1,向上平均冻结速率
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