冻土区桥梁桩基在施工时面临冻土融化-回冻,运营期间需抵御冻胀、融沉等作用。目前已出现的冻土桩基病害导致桥梁发生纵向偏移、整体、局部下沉等。青藏铁路在冻土桥梁桩基方面取得了一定的发展,铁路桥梁桩基也有相应的规范,但公路桥梁特别是新建的高速公路桥梁桩径较大,目前设计方法还有待研究。故对国内外冻土桩基设计理论、长期承载能力研究、现场试验资料进行回顾和梳理,指导冻土区公路桥梁桩基设计。

陆域天然气水合物作为一种未来开发潜力最大的非常规清洁能源而备受各国政府青睐,目前国内外对陆域水合物形成条件的研究集中于4个重点方向:温度-压力、气源、气体运移及水合物的圈闭,大量的研究表明最为直接的条件为温度-压力和气源,而圈闭则决定水合物的成藏规模。同时水合物的形成机制也成为研究的热点。近年来,我国学者依据陆域水合物形成的温压条件而做出的理论预测曾成功地指导了祁连山冻土区水合物的发现。然而,地处海拔4 600多米的北羌塘青南冻土区有着比祁连山水合物产出地更佳的水合物形成条件,但至今未获得找矿成果突破,还存在二叠系烃源岩中有机质的沉积环境不明、气体成因不清及烃源岩综合评价缺乏标准等诸多问题。对国内外在水合物形成条件等方面进展的总结将给青南地区今后水合物勘查诸多有益的启示,如冻土厚度及类型、烃气成因、断层、圈闭和储层等因素对水合物形成及成藏等方面的影响。

为了研究规划中青藏高速公路沿线多年冻土地质特征,首先回顾了青藏公路多年冻土地区40余年工程地质研究历程,对高含冰量冻土与地下冰分布规律、多年冻土地表辨识标志以及多年冻土上限的勘察与确定等内容进行论述,并进一步讨论了多年冻土区公路工程地质区划与评价、冻土温度场分析特征、冻土区划与冻土地温的关系、公路冻土综合分类标准及多年冻土在气候转暖背景下退化的预警预报。在此基础上,结合高速公路高线性指标以及大尺度路基标准等技术要求,提出了新的冻土区工程地质研究目标。研究结果表明:新建冻土区高速公路需要重点关注人为活动层以及路基本体中水-热-力的状态研究;在获得长期监测数据的基础上继续深入开展冻土路基预警预报技术,并对预报模型的准确性进行验证;对现有多年冻土区路基工程措施的适应性需作进一步研究,并需结合高原冻土地区最新的工程观测结果对原有冻土路基设计原则进行修正。

在多年冻土区,只有当路堤高度大于或等于临界高度时才能保证多年冻土上限不变或上升,这是保证路堤稳定的前提条件。否则,应采取工程措施来保证路堤的稳定性。但由于气候条件、填料以及基底土质和含水量、路堤表面的热状况等条件不同,其路堤的临界高度是不一样的。对我国多年冻土区的青藏公路、青康公路和青藏铁路路堤临界高度的计算方法进行了系统论述。

回顾了中国冻土路基研究发展历程中的重要成果和历史脉络,重点介绍了青藏高原路基工程方面所取得的重要成果.随着国家西部大开发战略的实施和青藏铁路工程的建设,我国在冻土路基基础理论、路基稳定性技术和理论模型和模拟等领域取得了重要进展,研究队伍迅速成长,特别是在冻土路基设计原则和理念的创新和进步世界瞩目,为将青藏铁路建设成世界一流的高原铁路奠定了坚实的理论基础.同时,青藏铁路的建设为如何修筑多年冻土路基提供了广阔的试验平台,不论从冻土路基设计理论、计算理论、路基稳定性技术等方面,还是新材料、新技术使用方面都可使冻土区路基修筑技术发展迈上一个新台阶.最后,基于冻土路基工程研究的实际和未来国家需求,提出了本学科未来的研究方向和需重点关注之处.

以"正在变暖的地球上的多年冻土"为主题的第九届国际冻土大会(NICOP)于2008年6月29日至7月4日在美国阿拉斯加州Fairbanks市举行.此次会议的议题包括冻土环境与全球气候变化研究、寒区岩土工程研究、冻土分布以及温度状态研究、地下冰、冰缘过程、石冰川以及南极冰缘过程研究、多年冻土地区的温室气体、碳平衡及水合物研究、多年冻土区冷生土壤学研究、新技术、新方法、新领域的探索研究和冻土研究的历史和国际极地年回顾8个方面.简要介绍了此次大会所涉及的冻土研究的最新进展.

热管技术是国外寒区工程中广泛使用的一项主动冷却地基土体的技术,青藏铁路修建之前,国内很少对此技术进行研究。本文针对应用于青藏铁路多年冻土工程中的热管类型,通过国内外的研究资料,综述了与青藏铁路热管应用效果相关的理论研究与工程实践成果。由于青藏铁路沿线独有的气候和冻土条件,文中的理论与实践方法与参数虽然不能简单照搬应用于青藏铁路的设计,但是可以对青藏铁路多年冻土区热管的设计与应用起到借鉴的作用。

20 0 3年 7月 2 0～ 2 5日在瑞士苏黎士召开了第八届国际冻土大会。本文在总结本届大会所有学术论文的基础上 ,重点讨论介绍了冻土学研究、多年冻土区的工程研究、多年冻土的勘察与钻探等三个方面的国际最新研究成果及动态。希望本文对从事寒区工程研究的工作者们有所借鉴

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

20 0 2年 9月 2～ 4日在俄罗斯雅库茨克市召开了第五届冻土工程国际学术讨论会 ,会议针对 4个专题进行了讨论 :土的物理和力学、多年冻土区工程建筑物的建筑和应用问题、开发有用矿床中的冻土问题和道路建筑 .通过此文将国际上的一些最新研究动态给予介绍 ,给从事寒区工程研究的工作者以借鉴 .