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土体冻结过程中基质势与水分迁移及冻胀的关系被引量：19: 2017年; 土体冻结过程中不同位置液态水的能量差引起了水分迁移与重分布,进而引发冻胀,关于势能差驱动下的冻土水分迁移问题一直由于技术手段的匮乏而没有完全解决。利用新近推出的可用于冻土水热研究的p F meter基质势传感器与5TM水分传感器,实时监测研究饱和青藏红黏土单向冻结过程中基质势-液态含水率-温度-含冰量-水分迁移量-冻胀变形之间在时间、空间上的耦合变化关系。结果表明:土体温度场变化引起内部液态水相变,打破了原有的能量平衡,试验结束后12~14 cm土样高处含水率最高达到55%,靠近冻融交界面处(10 cm)的未冻区含水率减小至25.8%,水分整体向冷端发生迁移;土体冻胀的快慢及冻胀量大小与水分迁移速率及数量具有线性关系;试验后土体内总含水率的分布与分凝冰透镜体的分布一致,已冻区液态含水率的分布与温度梯度近似成线性关系,未冻区液态含水率的分布与水分的迁移量有关,与温度梯度无关。此外,温度场对水分场的变化具有诱导作用但二者并不同步,当冻结速率减小到一定程度时水分才开始迁移,第10小时后温度场趋于稳定而水分迁移并未停止。研究成果揭示了土体单向冻结过程中液态水、基质势、温度等物理参数的动态变化过程及内在联系,为冻胀机制的研究以及冻胀模型的建立提供了试验基础。; 薛珂温智张明礼李德生高樯; 关键词：含水率冻胀 PF METER

北麓河地区多年冻土地表能量收支分析被引量：8: 2016年; 青藏高原地表能量影响高原生态环境的演变、水资源利用及地表工程的稳定性。以青藏高原北麓河气象站2012年10月~2013年10月气象资料和浅层地热流为基础,分析了北麓河地区地表能量收支和平衡特征。结果表明:1)北麓河多年冻土区能量平衡各分量冬季较小,夏季较大,净辐射、潜热、感热和地表土壤热通量年平均分别为72W/m^2、24.6W/m^2、65.5W/m^2和-18.3W/m^2;2)月平均感热大于潜热,年平均地表土壤热通量为负值,天然地表多年冻土处于相对稳定的状态,与五道梁、西大滩和唐古拉地区有明显区别;3)夏季降雨作用时间短暂,潜热影响有限,但降雨入渗引起的液态水分对流传热、水汽对流和扩散潜热对地表能量收支分析和土壤内部水热动态变化的影响不可忽略。; 张明礼温智薛珂陈良致李德生高樯; 关键词：多年冻土

降水对多年冻土活动层水热影响定量分析被引量：7: 2017年; 青藏高原降水变化直接影响多年冻土稳定性及高原生态环境的演变。为定量研究青藏高原降水对多年冻土活动层水热的影响,文中以北麓河冻土工程与环境综合观测站2013年降水资料和活动层水热数据为基础,定量分析了不同季节和不同时刻降水与活动层水热状态的关系。结果表明:1)北麓河地区暖季的高频率、小雨量降水对冻土活动层具有明显的冷却效果;2)冷季降水以少量降雪为主,雪盖厚度薄、持续时间短,不能起到保温层作用,快速融化的雪水反而升高活动层温度;3)不同时刻降雨对活动层的热影响差异明显,14点左右的降雨产生的能量变量最大。; 李德生温智张明礼薛珂陈良致高樯; 关键词：多年冻土降水降雨入渗

青藏铁路多年冻土区润湿地段斜坡路基温度与变形分析被引量：16: 2016年; 为研究青藏铁路高温高含冰量斜坡润湿地段路基稳定性,在青藏铁路K1139+940处开展地温、变形监测,分析路基地温、变形特征,建立温度、水分与变形耦合方程,预测斜坡水分运移对路基温度和变形的影响。结果表明:(1)斜坡路基阴阳坡效应明显,阳坡年平均温度比阴坡高2.5℃以上;(2)路基运营初期,左路肩下冻土上限下降、地表升温,而右路肩下上限抬升、温度降低,温度场的横向非对称分布导致明显的路基横向变形差异;(3)活动层水分渗流对路基阳坡下部温度和变形影响最明显,路基中心次之,阴坡最小,水分渗流加速了路基的升温和变形过程、加剧了路基温度场和变形的非对称分布;(4)斜坡路基运行50 a后,斜坡路基下部含土冰层全部融化、路面最大横向变形差异达到18 cm。对于含水量较高的斜坡地段,水分渗流对温度场和变形的影响不可忽略。; 张明礼温智薛珂陈良致李德生高樯; 关键词：土力学多年冻土斜坡路基青藏铁路

分级加卸载作用下冻结界面黏弹塑性剪切蠕变解耦分析研究: 2023年; 桩-土界面间冻结力及荷载作用下界面的剪切力学行为是决定冻土区桩基础承载性能和荷载传递的关键。由于冰的显著流变性及高含冰量冻土区上限附近厚层地下冰的广泛分布特征,桩基础中上位具有的冰冻结界面剪切蠕变特性对桩基础的承载性能有显著影响。为研究桩冰冻结界面剪切变形特征及其内在机制,开展了-3℃、-5℃下冰-钢管结构分级加卸载剪切蠕变试验。通过对变形曲线的分段独立解耦,分析了冻结界面的黏弹塑性剪切变形行为。结果表明,界面剪切变形可分解为瞬弹性(Sie)、瞬塑性(S_(ip))、黏塑性(S_(vp))以及黏弹性变形(S_(ve))。广义弹性剪切模量随分级荷载的增加逐渐变大,表明加卸载过程中结构未加速破坏前界面存在明显的强化效应。界面剪切蠕变特征随剪应力水平的增加由衰减向非衰减过渡。其中,黏弹性变形和低剪应力水平下黏塑性变形均表现为衰减性,且荷载越大,黏弹性变形越大。高应力水平下黏塑性表现为非衰减性,且变形速率随剪应力水平增加显著提升。整体而言,冻结界面塑性变形值占总累计变形的比例先减小,后增大,其中瞬塑性变形主要存在于应力水平较小的加载阶段。蠕变过程中冻结界面的强化效应可能与剪应力作用下界面接触带压密、负温环境下界面重冻结有关。; 王博通张明礼王运华高樯温智周志伟马巍王大雁

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高樯

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