【目的】摸清青藏公路沿线土壤重金属空间分布特征并进行污染风险评价，为沿路生态环境保护提供依据。【方法】沿青藏公路（西宁-那曲段）选择37个典型路段进行实地调查与土壤采样，由路基向外采集0 m、50 m和100 m处的表土样品共122个，测定土壤中的镉（Cd）、铅（Pb）和砷（As）含量。分别采用内梅罗污染指数（Ip）、地累积污染指数（Igeo）和潜在生态风险指数（RI），依据国家《农用地土壤污染风险筛选值》进行重金属污染风险评价。【结果】青藏公路沿线土壤中Cd、Pb和As的平均含量分别为0.13±0.05、33.20±14.64和18.10±18.25 mg kg-1，均大于土壤环境背景值。从路域横向变化趋势来看，公路路基边坡底部（0 m）的土壤重金属含量显著大于50 m和100 m处，且随公路距离的增加而下降。内梅罗污染指数的范围为0.17～0.88，总体位于未超标的安全线以下，但在格尔木-唐古拉山段存在局部超警戒值的点位。三种不同重金属元素的地累积指数结果表明Cd在大多数点位为无污染到中度污染之间的范围，另外两种重金属为无污染；公路沿线的潜在生态风险指数整体上...

青藏公路的修建受命于中华人民共和国成立初期中国共产党解放西藏、维护国家完整统一、支援边疆建设的关键时刻。然而，公路建设初期并非按照既定路线一以贯之修建到底，而是与解放军进军昌都解放西藏、中共中央西北局护送班禅返藏、国家支援西藏建设发展三项重大任务紧密关联，在历经抢修西宁至黄河沿段公路，勘察西宁经玉树至拉萨段公路，修建格尔木至拉萨段、敦煌至拉萨段公路三次筑路勘测之后，最终改初始西宁经玉树至拉萨路线为西宁向西经格尔木再南折进藏至拉萨路线，修筑并贯通青藏公路。

本项研究以青藏公路五道梁-沱沱河段一处发育的高寒草甸热融滑塌灾害作为研究对象，采用野外原位测量与室内单根、群根抗拉试验以及草甸层原位拉裂试验，研究了区内草本植物单根和群根力学性能及其特征，进一步评价了植物根系增强高寒环境热融滑塌区土体抗拉强度和提高边坡浅层稳定性贡献。结果表明：草本单根抗拉力及单根抗拉强度与根径间均呈幂函数关系；草本植物根数与群根抗拉力及群根抗拉强度之间均符合线性函数关系；草甸层原位抗拉试验值总体小于理论计算值。区内草本根系显著增强土体抗拉强度，且其增强土体强度贡献与根径、含根量和土壤密实度之间表现出显著相关性。本研究结果为有效防治青藏公路沿线高寒草甸热融滑塌、水土流失等地质灾害，起到提供理论支撑和实际指导作用。

多年冻土区活动层冻融格局对气候系统、能量平衡、水文过程和生态系统有重要的影响,地表冻融时间是反映冻融格局时空变化的重要指标。为了探明多年冻土区活动层起始冻融时间的影响因素和机制,通过对青藏公路沿线8个典型活动层观测场地表起始融化时间(OOT)和起始冻结时间(OOF)进行研究,分析了不同观测场起始冻融时间的时空差异及其影响因素。结果表明:(1)青藏高原多年冻土区活动层起始融化主要发生在4月中下旬,起始冻结主要发生在10月中下旬。OOT的年际变化幅度远大于OOF,每年起始冻结的发生较起始融化更为准时。(2)起始融化发生时的气温普遍比起始冻结发生时高1～4℃。气温对OOT的影响要比对OOF大,其中OOT的变化主要与春季气温有关,冬季气温对其影响不大。(3)植被和土壤水分对OOT和OOF有重要调节作用,土壤含水率越高,植被状况越好,起始融化和冻结的发生时间往往越迟。(4)在起始融化和冻结阶段,厚度较大和持续时间较长的积雪对地温变化有明显的抑制作用,对OOT和OOF有延迟作用。

土壤热通量是地表能量平衡的重要分量,其估算方案在研究地表能量平衡研究中必不可少。利用青藏公路沿线5个站点0～20 cm的实测土壤层温、湿度及5 cm土壤热通量资料,以翁笃鸣气候学计算方案为基础建立了优化的5 cm土壤热通量计算方案。通过唐古拉和西大滩两个独立站点的检验结果表明,优化方案的结果相对于原方案有较大的改善,唐古拉和西大滩5 cm土壤热通量均方根误差值分别减小了3.2 W·m-2和4.8 W·m-2,而相对误差分别减小了61.9%和36.1%,即新方案能够较好地估算出青藏公路沿线多年冻土区5 cm土壤热通量。使用优化方案模拟了青藏公路沿线11个站点5 cm土壤热通量变化,结果显示,近十年青藏公路沿线土壤热通量呈现出增大的趋势,其中,5 cm土壤热通量增大了近1.0 W·m-2,而且各观测场的年平均土壤热通量值均大于0.0 W·m-2,表明就年尺度而言,热量有盈余,盈余热量用于加热下层土壤,引起活动层厚度增加,平均状况下土壤热通量每增大1.0 W·m-2,活动层厚度增大约...

为分析青藏高原多年冻土特征对青藏公路路基病害的影响,在对青藏高原多年冻土特征进行研究的基础上,讨论了青藏线路基病害类型与形成机理。研究得出:青藏线路基的主要变形形式为不均匀沉陷变形;地温对冻土区路基纵向裂缝的影响显著;青藏沿线路基沉陷病害的百分比随着地温的降低先增大后降低;翻浆病害的百分比随着温度的降低而减小。

多年冻土地区路基路面稳定性及耐久性与路基底部多年冻土的存在状态密切相关。采用有限元方法,建立多年冻土地区路基与沥青路面结构温度场模型,分析了结构层厚度、结构组合变化对路基顶面温度的影响;利用灰关联方法,以温度稳定性最差的路面结构为参考,分析了不同路面结构间的关联程度。结果表明:增加路面结构层厚度或在路面结构中设置沥青碎石层、级配碎石层,在高温季节可以有效降低路基顶面温度;级配碎石层厚度与路面结构的温度优劣性相关,小于16cm时ACGR、AGR、ACR这3种沥青路面结构较好,大于16cm时ACGR、ACG、AGR这3种结构较好。研究结果可为多年冻土地区半刚性基层开裂处治及沥青路面结构选择提供参考。

根据青藏公路多年冻土区路基监测断面下获得的温度时间序列资料,通过小波多分辨分析,采用db6小波函数将该非平稳温度时间序列分解为多个高频分量序列和一个低频分量序列,分别运用时间序列的自回归滑动平均混合(ARMA)模型和BP神经网络模型进行建模和预测,最后将各个模型进行组合形成冻土温度的预测模型。与单用滑动平均混合模型或BP神经网络对原始温度时间序列进行建模预测相比,该方法具有较小的模拟误差和预测误差。结果表明小波分析方法预测多年冻土区路基下土体的温度是合理可行的,并且具有较好的精度和稳定性。

冻土的工程分类是冻土学研究中一个重点问题,在总结和分析国内外多年冻土分类研究和中国现行规范多年冻土公路工程分类方法的现状基础上,指出了现行规范所存在的问题,并且提出以影响多年冻土工程性质综合因素为指标对多年冻土进行工程分类,对我国多年冻土地区工程的建设,尤其对青藏公路的建设具有积极的指导意义。

利用青藏公路多年冻土区温度的监测资料,分析了高温冻土区普通路基下冻土的热状态及其人为上限的演变特征,并与自然地表下的变化特征进行对比。结果表明:1)沥青路面近地表温度年增幅明显大于自然地表的温度年增幅;2)与自然地表下相比,沥青路面下深部(h>6m)土体具有较小的温度梯度,对外界热扰动敏感;多年冻土温度逐年升高,不利于路基的长期稳定;3)高温冻土路基下浅部土体,冻结期明显小于融化期。融化期时间提前至3月底4月初,而冻结期开始时间与自然地表下均为11月底;融化深度大于冻结深度;4)沥青路面下多年冻土人为上限逐年下降,下降速率快于多年冻土天然上限下降速率,并且在多年冻土顶板上部已经形成贯通的融化层,融化层厚度逐年加厚。