针对冻土公路工程中冻土地基在横向及纵向上分布不均匀,导致钻探和坑探等常规点状式探测方法难以准确探明多年冻土的分布与发育特征问题,开展了高密度电法、地质雷达、地震折射波法、地震映像法和瑞雷面波法等物探方法在多年冻土辨识方面的应用研究。结果表明:利用土体在冻结和融化状态下波速、电阻率和介电常数的显著差异,可以采用物探方法进行冻土的上限、冻融边界以及冻土类型的研判。针对物探方法的多解性,应根据冻土勘察对象与内容,采用多种物探方法进行勘察,以最大限度地降低这种多解性,提高冻土勘探的精确度与推广性。
基于青藏高原多年冻土与外部环境间复杂耦合换热过程分析,遴选高程、纬度、考虑坡向与坡度影响的等效纬度和植被状况,及年平均地表温度等因素作为影响多年冻土年平均地温的主要因子,并利用高精度遥感数据,初步获取了青藏高原工程走廊带各因子的基本性状分布。利用青藏公路与青藏铁路沿线共计127个年平均地温实测数据,运用Logistic回归和线性回归方法分别建立了青藏高原工程走廊带多年冻土年平均地温预估模型和多年冻土与融区分布的Logistic概率辨识模型,最后运用该模型构建了青藏高原工程走廊带现阶段多年冻土区划,并分析了地温的空间分布规律。结果表明:多年冻土地温预测值与实际观测值拟合度较高,且该模型较为准确地判断了融区、高温冻土、低温冻土的分布现状,与实际情况吻合较好,模型预估结果较准确。
在大量冻土蠕变试验的基础上,用等时曲线近似方法确定了冻土的屈服极限,建立了多种粘弹性和粘弹塑性流变模型,采用非线性最小二乘法反演了冻土流变参数,并基于简单性和精确性原则,建立了冻土模糊优选模型。模糊评判结果表明,在较低应力下Burgers模型是最优模型,在较高应力下村山朔郎模型为最优模型。
从冻土温度场的实际背景、物理现实及温度场的数值计算现状出发 ,阐述了参数辨识的重要性和必要性 .以冬季开放的渠道为例 ,在原有温度场的基础上 ,利用参数之间的关系 ,给出了耦合温度场的数学模型 .在此基础上首次建立方程中一些参数的分布控制模型 ,应用这些参量的连续性与变化的缓慢性 ,将问题分解 ,把在无穷维空间的辨识转化为有限维空间的辨识 .论述了各子系统的解与参量的关系及优化辨识问题最优解的存在性 ,即可辨识性 .