当冻土周围温度发生变化时,土体含水率会随之改变,而此时冻土的内摩擦角、内聚力和重度都会相应地发生变化。对处在斜坡段的埋地管道,随着冻土的融化,土体产生沿斜坡方向向下的摩擦力,使管道受到额外的拉应力。为了正确认识冻土参数对管道应力的影响,为确定科学有效的管道防害方法提供依据,针对发生冻融滑坡时土体各参数对管道应力的影响进行了模拟计算及分析。结果表明,当发生冻融滑坡时,随着土体内聚力与冻土重度的增加,管道所受应力变大;随着土体内摩擦角的增加,管道所受应力减小;冻土内摩擦角对管道应力的影响大,冻土重度次之,冻土内聚力对管道应力的影响最小。

冻土是对具负温或零温度并含有冰的土体和岩石的统称,青藏高原就分布着大范围的高海拔型冻土,在高原腹地建设高压直流联网线路工程,会遇到一系列的冻土工程问题,其中的冻土类型与分布、冻土现象及影响、冻土上限及变化、物理力学性质指标获取等便是其中的重点问题,文章基于输电建设角度分析了这些问题的冻土学意义,归纳了基本特性,并就工程对策进行了初步的讨论。

对黑河流域上游山区水源涵养林区2003年春季土壤温度、湿度变化进行分析,运用耦合冻土参数化和没有耦合冻土参数化的大气模式MM5对该区春季过程进行了模拟,并与观测值进行对比,对模拟的产流量做了初步分析.结果显示:考虑冻土参数化方案对土壤温度模拟的改进主要体现在表层土壤,对深层土壤温度的模拟没有大的改进;考虑冻土参数化方案改进了对100 cm深度以内的土壤含水量的模拟,很大程度上缩小了模拟值与观测值之间的绝对误差.总体来讲,考虑了冻土参数化的模拟结果在一定程度上改进了模式对黑河流域上游季节冻土区土壤温、湿状况的模拟,在一定程度上逼近祁连山区的春季土壤状况.考虑冻土参数化和没有考虑冻土参数化对产流量的模拟表明,冻土参数化对产流量模拟有很大影响,冻土形成的不透水层可以产生更多的地表径流.尽管考虑冻土参数化过程对模拟结果有一定程度的改进,但模拟结果与实测结果还是有一定差距的.因此,进行寒区冻土过程模拟时,还需要进一步对土壤信息、模式物理过程,大气背景场驱动数据以及局地因素进行详细而精确的考虑,以期进一步提高模式在寒区的模拟性能,特别是为高寒山区无观测地带陆气相互作用研究提供依据.

冻土气候关系模型是目前冻土学领域的研究热点 ,评述了冻土对气候系统的响应模型以及陆面过程模型中的各种冻土参数化方案 .建立在传热学基础上的物理模型具有动态性、普适性的优点 ,适合于冻土工程计算 ,当把它们推广到面上时 ,需要对其进行简化 .经验模型大都只使用有限的变量 ,与地理信息系统结合紧密 ,因此模型具有空间性 ,较为适合于冻土制图 .陆面过程模型中的冻土参数化目前有 3类方法 :1)限定或修正水热参数 ;2 )比较单位土层中耗热或放热量与可耗热或可放热量而计算产冰率 ;3)使用土壤基质势定义土壤冻结后的未冻水含量 .现有的陆面过程模型中的冻土参数化方案需要进一步的改进