为研究季节性冻土场地冻结期和非冻结期的动力学特征参数及地震动差异,通过哈尔滨场地地脉动单点三分量观测,对比分析不同季节的地脉动特征,采用地脉动单点H/V谱比法研究冻结土层对场地卓越频率、放大因子、等效剪切波速以及场地类别的影响,提出一种冻土层厚度的估算方法。结果表明:冻结土层使地脉动水平分量卓越频率增大,对竖向分量卓越频率的影响不明显;冻结期场地卓越频率增大的幅度除了与覆盖层厚度呈负相关外,还与场地表层刚度有关;冻结土层使场地放大因子减小,减小幅度与覆盖层厚度不相关,与场地表层刚度有关;通过场地剪切波速资料、地脉动H/V谱比卓越频率变化值,便可估算出冻土层厚度;冻结土层使观测场地的等效剪切波速vs20平均增加13%,vs30平均增加11%;vs20的增加未引起Ⅱ类场地类别发生变化,使vs20接近250m/s的Ⅲ类场地变成Ⅱ类场地;vs30的增加没有引起D类场地类别发生变化。
基于Leclaire对饱和双相孔隙弹性介质Biot模型的扩展,研究含有两种不同固相组分的三相多孔弹性介质中体波的传播特性。以饱和冻土为例,分析了各相体积分数、颗粒形状,接触参数等因素对波动方程中惯性参数、黏性参数、刚度参数的影响;对该三相介质模型进行了退化,分析了孔隙中只含液态水或固态冰时体波的特性;以饱和冻土为例,通过数值计算,探讨了饱和冻土中体波的相速度和衰减系数与胶结参数、接触参数、频率、饱和度、孔隙率等参数的关系。结果表明:与一般的饱和土不同,饱和冻土中存在5种体波,即3种纵波和2种横波;5种体波均具有弥散性和衰减性,且P1波、S1波弥散性和衰减性远小于P2、P3、S2波;胶结参数、饱和度、孔隙率对5种体波的传播特性影响显著,接触参数对传播特性影响较小。
冰雹是影响我国的高影响天气，同时作为固态的降水，冰雹是全球水循环的一部分。在全球降水形势变化多端的气候背景下，了解我国冰雹频率和强度的气候特征及其变化机制对人们了解冰雹乃至极端降水的变化都有重要的科学意义。但是过去受到冰雹观测条件的限制，人们对冰雹发生频率以及代表其强度的尺度的长期变化规律认识有限。本项目将以中国历史观测的冰雹频率和强度资料为基础，配合卫星反演分析和高分辨率数值模式模拟诊断方法，研究1960年到现在冰雹发生频率和强度的气候特征和长期演变规律，建立不同环流天气型背景下影响冰雹频率与强度变化的物理模型，揭示我国冰雹形成和演变的物理机制，探索气候变化背景下我国未来冰雹频率和强度的可能变化趋势，为我国防灾减灾策略的制定提供重要的科学理论依据。
2014-01在分析黑龙江省德都县震害基础上，提出季节冻土动力特性研究的必要性。根据大量低温动三轴应力－应变实验资料给出冻土的动弹模量、动泊桑比、动剪切模量、动阻尼比的数值及它们与冻土温度、振动频率的关系。
