The geotechnical properties of soil are crucial in determining the stability of foundations and construction safety in regions with high groundwater levels, such as Warsak Road in Peshawar, Pakistan. Due to its proximity to the Warsak Dam and intersecting irrigation canals, the area experiences a consistently high water table, which significantly impacts soil stability, leading to potential issues such as excessive settlement, reduced shear strength, and increased structural instability. These groundwater conditions pose unique challenges for foundation stability, making it essential to develop a comprehensive understanding of the soil's consolidation behavior and shear strength properties. To address these concerns, this study employs a combined experimental and numerical approach, aiming to evaluate these critical soil properties in detail. The experimental phase involved collecting three undisturbed soil samples from each of the five distinct sites along Warsak Road, spaced approximately 5 km apart. These samples were subjected to standardized laboratory tests, including grain size distribution, specific gravity, Atterberg Limits, direct shear, unconfined compression, and oedometer tests, per ASTM standards. To further validate the laboratory findings, numerical analysis using PLAXIS software was conducted, along with analytical evaluations using the Meyerhof and Vesic bearing capacity equations. This integrated methodology provided a comprehensive understanding of the soil's behavior under varying conditions, revealing distinct variations in the average values of the three samples from each site. Specifically, Site 1 exhibited an average cohesion of 18.22 kN/m2, making it suitable for low-rise structures, whereas Site 2, with an average cohesion of 15.23 kN/m2, indicated the need for stabilization due to its high consolidation potential. Site 3, averaging 13.3 kN/m2, showed higher settlement risk, necessitating deep foundations, while Site 4, with the lowest average cohesion of 9.94 kN/m2, was deemed unsuitable for heavy loads without reinforcement. In contrast, Site 5, having the highest average cohesion of 20.2 kN/m2, demonstrated excellent stability, ideal for multi-story buildings and other heavy structures. The numerical results from PLAXIS offered a more accurate understanding of soil behavior compared to the traditional Meyerhof and Vesic methods, highlighting the necessity of integrating advanced numerical techniques with conventional approaches. Accordingly, targeted soil improvement measures are recommended for weak and highly compressible soils to ensure the long-term stability and safety of structures in the region.
全球气候变暖导致多年冻土快速升温，并逐渐退化为季节冻土，而多年冻土和季节冻土在土壤稳定性、水分传输及地气交换等方面存在显著差异。因此，探究多年冻土与季节冻土的冻融特征差异具有重要意义。本文基于水热耦合模型（SHAW），以黑河上游祁连山区的大沙龙站（多年冻土）和阿柔站（季节冻土）为研究对象，对土壤温度、湿度和土壤冻融过程进行模拟分析。结果表明：SHAW模型在模拟两种类型冻土站点水热过程时均显示出了良好的精度，在多年冻土站点的总体表现更好。具体而言，多年冻土/季节冻土站点的土壤温度和土壤湿度的平均纳什效率系数（NSE）分别为0.95/0.91和0.74/0.37。同时，两个站点的水热过程差异显著，多年冻土站点模拟期平均冻结速率(6.75 cm·d-1)显著大于季节冻土站点(1.33 cm·d-1)，而平均融化速率(2.11 cm·d-1)略小于季节冻土站点(3.15 cm·d-1)。由于多年冻土站点的下伏多年冻土层起着“地下冷源”的作用，深层（80 cm以下）土壤温度的季节波动幅度小于季节冻土站点。本文...
全球气候变暖导致多年冻土快速升温，并逐渐退化为季节冻土，而多年冻土和季节冻土在土壤稳定性、水分传输及地气交换等方面存在显著差异。因此，探究多年冻土与季节冻土的冻融特征差异具有重要意义。本文基于水热耦合模型（SHAW），以黑河上游祁连山区的大沙龙站（多年冻土）和阿柔站（季节冻土）为研究对象，对土壤温度、湿度和土壤冻融过程进行模拟分析。结果表明：SHAW模型在模拟两种类型冻土站点水热过程时均显示出了良好的精度，在多年冻土站点的总体表现更好。具体而言，多年冻土/季节冻土站点的土壤温度和土壤湿度的平均纳什效率系数（NSE）分别为0.95/0.91和0.74/0.37。同时，两个站点的水热过程差异显著，多年冻土站点模拟期平均冻结速率(6.75 cm·d-1)显著大于季节冻土站点(1.33 cm·d-1)，而平均融化速率(2.11 cm·d-1)略小于季节冻土站点(3.15 cm·d-1)。由于多年冻土站点的下伏多年冻土层起着“地下冷源”的作用，深层（80 cm以下）土壤温度的季节波动幅度小于季节冻土站点。本文...
为探究SHAW(Simultaneous heat and water)模型中输入参数不确定性在模拟积雪覆盖条件下土壤热过程中对输出结果造成的影响以及关键影响因素，以松嫩平原黑土区东北农业大学试验场为研究区域，运用SHAW模型模拟积雪覆盖条件下6个不同深度土层热过程动态变化情况，并结合拉丁超立方取样(Latinhypercubesampling,LHS)方法，采用标准秩逐步回归探究参数不确定性对土壤冻结深度和温度输出不确定性的影响。结果表明：SHAW模型能够反映土壤冻融规律，6个深度土层温度的模拟值与实测值平均绝对误差小于2℃，选取的参数对土壤温度的输出敏感性较弱，而初始积雪厚度对土壤冻结深度的输出起主导作用。总体而言，SHAW模型基于LHS抽样和标准秩逐步回归方法可用于模拟积雪覆盖条件下土壤热过程模拟研究。
为探究SHAW(Simultaneous heat and water)模型中输入参数不确定性在模拟积雪覆盖条件下土壤热过程中对输出结果造成的影响以及关键影响因素，以松嫩平原黑土区东北农业大学试验场为研究区域，运用SHAW模型模拟积雪覆盖条件下6个不同深度土层热过程动态变化情况，并结合拉丁超立方取样(Latinhypercubesampling,LHS)方法，采用标准秩逐步回归探究参数不确定性对土壤冻结深度和温度输出不确定性的影响。结果表明：SHAW模型能够反映土壤冻融规律，6个深度土层温度的模拟值与实测值平均绝对误差小于2℃，选取的参数对土壤温度的输出敏感性较弱，而初始积雪厚度对土壤冻结深度的输出起主导作用。总体而言，SHAW模型基于LHS抽样和标准秩逐步回归方法可用于模拟积雪覆盖条件下土壤热过程模拟研究。
不同气象条件对青藏高原土壤含水量与土壤温度具有重要影响，采用土壤水热耦合模型模拟青藏高原季节冻土区土壤水分、温度的变化特征是反映冻融作用下土壤水循环过程的重要手段。研究针对青藏高原不同气象条件下典型季节冻土区土壤温湿度特征差异性的关键问题，采用土壤水热耦合模型SHAW及三种土壤水分特征曲线模型对玛曲、那曲、狮泉河地区2017—2018年土壤温湿度变化特征进行模拟，分析不同气象条件下土壤温湿度模拟效果及变化特征，研究不同土壤水分特征曲线模型对模拟效果的影响。结果表明：SHAW模型能较好地模拟不同气象条件下土壤温湿度随时间的变化特征和垂向分布特征，土壤温度模拟效果好于土壤湿度，土壤温度的平均NSE、R2、RMSE分别为0.88、0.96和2.2℃，土壤湿度的平均NSE、R2、RMSE分别为0.60、0.72和0.03 m3·m-3；从不同气象条件来看，干旱区的土壤温度模拟效果显著优于湿润区，而湿润区的土壤水分模拟效果显著优于干旱区；从不同深度来看，土壤温度模拟效果随深度增加逐渐降低，而在半湿润区中下层土...
不同气象条件对青藏高原土壤含水量与土壤温度具有重要影响，采用土壤水热耦合模型模拟青藏高原季节冻土区土壤水分、温度的变化特征是反映冻融作用下土壤水循环过程的重要手段。研究针对青藏高原不同气象条件下典型季节冻土区土壤温湿度特征差异性的关键问题，采用土壤水热耦合模型SHAW及三种土壤水分特征曲线模型对玛曲、那曲、狮泉河地区2017—2018年土壤温湿度变化特征进行模拟，分析不同气象条件下土壤温湿度模拟效果及变化特征，研究不同土壤水分特征曲线模型对模拟效果的影响。结果表明：SHAW模型能较好地模拟不同气象条件下土壤温湿度随时间的变化特征和垂向分布特征，土壤温度模拟效果好于土壤湿度，土壤温度的平均NSE、R2、RMSE分别为0.88、0.96和2.2℃，土壤湿度的平均NSE、R2、RMSE分别为0.60、0.72和0.03 m3·m-3；从不同气象条件来看，干旱区的土壤温度模拟效果显著优于湿润区，而湿润区的土壤水分模拟效果显著优于干旱区；从不同深度来看，土壤温度模拟效果随深度增加逐渐降低，而在半湿润区中下层土...
高原降水作为一种天气状况且在气候变化中占着特别的地位,因此研究高原降水对多年冻土区地表水热特征的影响具有重要意义。文章利用青藏高原多年冻土区西大滩2007年的气象数据研究了降水对地表能量通量的影响。结果显示:降水日地表净辐射、感热通量均有所降低,且当地表有积雪存在时感热通量降低更加明显。潜热通量在冬春季降水日会明显增大。地表热流在冬春季降雪时热量散失的多少与积雪的厚度有密切关系,夏秋季降水日地表热流均会降低。
高原降水作为一种天气状况且在气候变化中占着特别的地位,因此研究高原降水对多年冻土区地表水热特征的影响具有重要意义。文章利用青藏高原多年冻土区西大滩2007年的气象数据研究了降水对地表能量通量的影响。结果显示:降水日地表净辐射、感热通量均有所降低,且当地表有积雪存在时感热通量降低更加明显。潜热通量在冬春季降水日会明显增大。地表热流在冬春季降雪时热量散失的多少与积雪的厚度有密切关系,夏秋季降水日地表热流均会降低。