准确模拟多年冻土地温变化，对深入了解多年冻土土壤温度变化特征、不同下垫面条件的土壤热物性以及对气候变化预测均有重要意义。运用GIPL2模型模拟阿拉斯加不同土壤类型地温，并对其实用性进行了评估。模拟结果表明：在土壤粒径较大的区域，用模型的默认参数可以模拟出土壤温度随季节变化的趋势，且在浅层的模拟值比深层更接近观测值，当深度超过0.5 m时模拟值与观测值存在较大的误差。在土壤质地复杂的区域由于土壤含水率等一系列参数对模型的影响，要准确模拟试验点的温度变化，需要可靠的观测数据。在同一地点安装气象站点和土壤参数传感器来监测多年冻土，可以为评估多年冻土热状况对气候持续变化的响应提供必要的数据。总体而言，当有足够的数据支撑时，GIPL2模型对土壤热状况的模拟精度较好，是一种模拟多年冻土区不同深度土壤热物性较为理想的模型。

冻土土壤水分运动由于受到冻融过程的影响而显示其独特性,而目前对于不同类型冻土土壤水分入渗特性尚缺乏足够的认识。为此,以黄河源区康穷小盆地多下坡年冻土和上坡季节冻土区为例,结合季节降雨变化,基于大气降水、冻土土壤水分、冻结层上水等野外监测数据分析,采用HYDRUS-1D软件冻融模块进行土壤水分入渗模拟,对比分析了融化期多年冻土和季节冻土土壤水分运移过程的差异性,研究结果表明:(1)在快速融化阶段,降雨以地表径流为主,表层土壤水分含量增加,土壤下渗有限,冻结层上水位上升幅度较小;在稳定融化阶段,土壤水分含量增加,土壤水分下渗增强,受冻土层阻隔影响,多年冻土区冻结层上水水位上升幅度较大,季节冻土区土壤水分则以深层渗漏或侧向流动为主。(2)受到降雨强度、土壤质地、蒸散发、植被覆盖等因素的影响,降雨损失主要以地表径流为主,下坡各层土壤水分随冻结土壤融化自上而下逐渐增加并达到饱和状态,但上坡表层土壤不易达到饱水状态。(3)区域河流贯穿融区地下水发育,导致上坡冻结层上水位小幅度上升,下坡冻结层上水位的变化除受到降雨入渗的影响外,还受到融区地下水的影响,引起下坡冻结层上水位的快速上升。研究结果有助于深...

多年冻土区路基温度分布和变化规律是寒区道路工程设计、建设及冻害治理的重要内容。本文以青藏高原某处典型公路路段为研究对象,分别运用第一类边界条件和第二、三类边界条件叠加组合对含相变的冻土路基温度场进行了数值计算,并分析了路基温度场的变化规律以及不同路面类型对路基温度场的影响。计算分析结果表明:多年冻土区路基温度场的特点表现为单向融化和双向冻结;受全球变暖的影响,路基自建成之日起,运营30年,路基内部平均温度提升1.3℃左右,天然地表以下3m模型计算范围内的的土体平均温度提升0.9℃左右;在年均气温温度-5.2℃,运营10年,天然地表、水泥路面、沥青路面下最大融化深度分别为1.7、1.8、2.5m,而且水泥路面可有效的降低路面温度,降低对下伏多年冻土的影响,增加路基的稳定性。

冻土路基是一种附着于特殊地基之上的线型结构物,其施工往往要跨越不同的地层岩组和地貌单元,为确保施工质量、延长公路工程使用寿命,必须加强冻土路基结构类型优化设计。基于此,重点研究公路冻土路基结构及优化设计。主要针对公路冻土路基结构设计的意义、公路冻土路基结构类型、公路冻土路基结构优化设计等问题进行深入研究,望能为同类工程提供参考。

在青藏高原多年冻土区根据490个植被调查样点数据和3种遥感数据集的27个变量,利用决策树分类模型,模拟出4种代表性浓度路径情景下10个气候系统模式在2050年和2070年的青藏高原高寒草地类型(高寒沼泽草甸、高寒草甸、高寒草原、高寒荒漠和裸地)潜在分布结果。同时为保证数据分析的一致性,利用数据对当前高原草地类型也进行了反演。结果表明:相比当前高寒草地分布面积,预计在2050年和2070年裸地和高寒草甸面积微弱减少,高寒草原和高寒荒漠面积在微弱增加,高寒沼泽草甸面积变化不明显。结果在4种代表性浓度路径情景下的表现基本一致,研究不仅可以为高寒草地气候变化研究提供植被类型相关的数据支持,还可以为青藏高原多年冻土区碳循环的探讨提供部分的方法和理论依据。

本文以共和至玉树(结古)公路为例,以冻土区路基病害现场调查为依据,重点分析了路基病害与冻土类型、路基处理类型、路基高度、路基平整度之间的关系,揭示了共和至玉树(结古)公路路基病害随着冻土性质的变差而严重,片块石通风路基段出现病害的原因,路基高度过高或过低都将影响路基病害的产生,路基病害越严重,路基平整度(RQI)指数离散性越大,最后提出了冻土区路基病害处理的关键技术。

该文通过对青藏高原某公路沿线分布的多年冻土的类型、发育特征及几种典型的灾害进行了分析,对不同的冻土类型,采用不同方案进行治理,并根据青藏高原多年冻土区的特点,提出了"宁填勿挖"的治理措施。对多年冻土区工程建设具有借鉴意义。

冻土是新疆公路工程建设中的常见难题,为简化冻土分类的程序、提高分类效率,对新疆不同类型冻土的分布特征进行了调查,并对影响冻土特性的气候因素和地质环境因素进行了分析研究,在此基础上,分别以冻土含冰量、凝冰特征、冻土温度状况、热稳定性、融沉特性、海拔高度等参数对冻土进行了分类,建立了新疆典型高山冻土类型评判指标体系,并提出了新疆典型高山冻土类型快速评判方法、评判标准及快速评判流程,最后给出了新疆冻土快速评判技术的适用范围。研究结果可为冻土区修筑公路构造物过程中快速准确判断冻土类型提供参考。

本文以五道梁地区典型路基为研究对象,对多年冻土地区路基温度场进行数值模拟,研究了不同上垫面类型对路基温度场的影响。结果表明:季节冻结过程的特点主要是单向冻结和双向融化,上边界负温变化大而下边界正温变化小,冻深主要受上边界制约。季节融化过程特点则是单向融化和双向冻结,上边界为正温变化大,下边界为负温变化小,同样主要受上边界制约。位于多年冻土地区的水泥路面结构可把路面的年均温度降低到2.2℃左右。受全球气候变暖的影响,路基各边界处年均温度均呈现上升的趋势,各边界升温速率从快到慢排序依次为:沥青路面、水泥路面、阳坡、天然地面、阴坡。

山地多年冻土的异质性影响其植被类型的分布特征,且对有机碳的分布也具有重要影响。通过采集黑河上游多年冻土区三种典型植被类型(高寒沼泽草甸、高寒草甸、高寒草原)8个活动层的土壤样品,测定其土壤有机碳密度及其理化性质。结果表明:高寒沼泽草甸土壤有机碳密度最高(49.50kg·m-2),高寒草甸次之(11.22 kg·m-2),高寒草原最低(7.30 kg·m-2)。土壤有机碳密度的剖面垂直分布特征具有差异性,高寒沼泽草甸土壤有机碳密度随深度变化不明显,高寒草原和高寒草甸土壤有机碳密度随深度逐渐减小,存在显著的表层聚集性。有机碳密度与土壤含水率和细粒含量呈显著正相关,与pH值呈显著负相关关系。一般线性模型结果表明土壤含水率、pH值和土壤颗粒组成解释了96.39%的有机碳密度变异,其中土壤含水率贡献了81.53%,pH值和土壤粒度分别贡献了9.33%和4.75%。研究表明多年冻土区不同植被类型土壤有机碳密度分布特征具有明显差异,山地多年冻土土壤含水率是控制有机碳密度分布特征的重要影响因素。