那曲流域季节冻土区土壤水热动态变化分析

鉴于青藏高原冻土区土壤水热动态变化过程对高寒区气候变化、植被演替及退化等方面的研究意义重大.基于2019年9月10日～2020年8月10日那曲流域4个监测站点分层土壤温度和湿度数据,探讨了冻融过程中土壤水热的变化规律及土壤水分和温度间的互作效应.结果表明,那曲流域季节冻土区在冻结过程期、完全冻结期、融化过程期、完全融化...     

砂岩冻融破坏机理及冻融力学性质研究初探

选取2008年极端冰雪受灾地区的灰色砂岩,通过扫描电镜试验、冻融循环试验和单轴压缩试验,探究了砂岩在极端冰雪条件下的破坏机理和物理力学性质。试验结果表明,灰色砂岩的冻融破坏主要是沿着试样沉积层理面（微结构面）出现、发展和贯通,层理面的破坏源于碎屑颗粒间填隙物的破坏;砂岩宏观冻融破坏模式的类型和冻融循环后力学性质的变化与其发育的沉积层理密度关系密切;表征砂岩单轴抗压强度或弹性模量随冻融循环次数变化关系的模型中,直线模型最为实用。     

青藏高原土壤冻融对地表辐射特征的影响分析

利用黄河源区气候与环境综合观测研究站.2006年10月1日～2007年4月30日的辐射和5cm土壤温度和湿度资料研究了土壤冻融对地表辐射特征的影响,结果表明:土壤冻结降低了土壤中的液态水含量,致使冻结阶段地表反照率大于冻结前的值,也大于土壤融化后的值;受总辐射和地表反照率共同作用,整个冻融过程中反射辐射可区分为两个比较明显的阶段;土壤冻结减缓了地表温度降低的速率,相应地减缓了地表长波辐射和大气逆辐射降低的速率;整个冻融过程中净辐射变化与总辐射的变化比较相近,在冻结阶段,地表反照率大于冻结前的值,也大于融化后的值,因此冻结阶段的净辐射值也更小一些。     

粉质粘土冻融过程中水热迁移特性的实验研究

当利用土壤源热泵供暖时,地埋管周围的土壤有时会形成冻土.为了研究土壤冻融过程中的水热迁移特性,使用足尺冻融实验台,对哈尔滨地区粉质粘土进行了冻融实验.实验结果显示土壤在冻结过程中水分迁移量与冻结速率成反比关系,已冻结区域的含水率基本不发生变化;沿冻结方向分为水分聚集区、输运区和水源区,聚集区在冻融实验前后含水率变化最大,输运区在冻融实验前后含水率变化最小;土壤在冻融状态转换的过程中,会出现含水率突变的现象,变化强度与冻融速率成正比关系.     

土壤温度变化在绿洲及沙漠近地层能量平衡中的作用分析

利用2005年夏季在金塔绿洲附近获得的沙漠和绿洲中心点的湍流、辐射等观测资料,分析了这一时段内各观测点的主要能通量变化规律。结果表明,在沙漠点分析能量闭合时必须考虑土壤热储的作用。而在绿洲中心点,虽然从平均日变化上也可看到与浅层土壤热储较为一致的不平衡能量项,但二者在8:00～11:00间存在显著差异。分析指出此时的土壤增温可能是由于深层土壤中的水蒸气向上移动进入到浅层土壤并凝结放热造成的。     

间歇运行下地埋管周围土壤热湿特性实验研究

搭建地源热泵地埋管周围土壤热湿传递的试验台,对初始含水率、防水层、保温层以及相变回填材料等因素对土壤热量和水分传递的影响进行探究。沙箱实验结果表明：竖直埋管的热量会引起周围土壤的温度传递和水分迁移,土壤初始含水率的提高有利于温度恢复和地埋管换热,系统运行期间的温度峰值随初始含水率的增加而降低,防水层、保温层和相变回填材料也会对温度峰值和温度恢复产生影响。温度梯度和水力梯度是引起水分迁移的主要因素,在15%初始含水率时,温度梯度占据主导,驱动水分沿径向向远处扩散;在25%初始含水率时,水力梯度占据主导,水分沿深度向下渗透。     

复合式土壤源热泵的研究现状及发展趋势

综述了国内外复合式土壤源热泵系统应用研究的最新进展和研究成果,分析了土壤热平衡问题的形成原因、解决方案,以及目前常用的几种复合土壤源热泵系统的工作原理,对比了不同连接方式的优缺点,并对系统存在的问题提供了相应的解决办法,以及对复合式土壤源热泵未来的发展及研究的方向提出了新的观点。     

青藏高原地区被动式太阳房的试验研究

通过对青藏高原地区某被动式太阳房的现场测试并进行的试验研究分析,得出在青藏高原地区适宜建造被动式太阳房。     

青藏高原北部光合有效辐射的观测研究

利用五道梁地区1993年9月~1997年12月TBQ-4-1型辐射仪器的分光观测结果,对高原地区的光合有效辐射(PAR)进行了分析,给出了五道梁地区PAR在总辐射中所占比例η值的日、月变化特征。五道梁地区η值日变化冬季表现为早晚大、正午前后小,夏季则从早到晚减小;五道梁地区月平均η值季节变化较明显,冬季最小,春季次之,秋季较大,夏季最大。光合有效辐射与红外辐射是五道梁地区总辐射的主要组成部分,紫外辐射占总辐射的份额较小。五道梁地区平均η值较北京、栾城、额济纳旗及得克萨斯小,较成都、昆明、太湖、海北、张掖大,与加利福尼亚相当。给出了高原北部η的气候学计算式并在计算式中引入了日照百分率的影响。     

低孔隙率冻融砂岩物理力学与声发射特性试验研究

以低孔隙率砂岩为例,对冻融循环作用后低孔隙率砂岩进行纵波波速测量及单轴压缩加载试验,研究了冻融损伤对低孔隙率砂岩物理力学与声发射特性的影响,同时在加载过程中对声发射信息实施同步监测。结果表明,砂岩纵波波速随冻融损伤程度增加表现出下降趋势,10、20、30次冻融循环后,分别环比下降1.68%、8.53%、7.14%;随着冻融损伤累积,砂岩单轴加载过程中声发射活动水平减弱,岩样破坏过程由脆性渐渐转变为延性;声发射定位点数量变化可用于划分砂岩渐进破裂过程各阶段;结合特征应力归一化分析,发现冻融损伤在10～20次冻融循环期间快速积累,表现为归一化比值的快速下降。     

太阳辐照下湿份分层土壤中热湿传输的数值模拟

考虑温度对土壤湿分迁移的影响，建立描述存在干饱和层时的土壤热湿传递的数学模型，并就自然环境和恒定太阳辐照下两种情况进行数值模拟，获得不同环境条件下土壤中温度和湿分分布以及水分蒸发的动态特性，分析干饱和土壤层对土壤热湿迁移与水分蒸发以及温度对土壤湿分传输的影响。     

自然环境下湿分分层土壤中热湿迁移规律的研究

建立描述存在干饱和层时的土壤热湿传递的数学模型并进行数值模拟，获得自然环境下土壤中温度、湿分分布以及水分蒸发的动态特性，分析干饱和土壤层对土壤热湿迁移及水分蒸发的影响。数值模拟获得实验支持。     

太阳辐照条件下土壤内温湿度场的动态模拟

根据质量守恒和能量守恒定律，同时对土壤非饱和区热湿迁移机理进行分析，建立了土壤非饱和区热湿迁移的理论模型。通过数值分析，模拟了太阳辐照条件下土壤内温度和含水率分布曲线。     

渠道混凝土防渗体下土体特性变化试验研究

渠道衬砌结构的冻胀破坏在寒冷地区普遍存在,对其使用效果和寿命造成了很大影响,为了解季节性冻土区渠道防渗体冻胀发生的原因,以梯形渠道弧形混凝土防渗体为例,从渠道衬砌结构的防渗体下土体温度变化及防渗体冻胀位移量变化特点入手,通过在灌区选取典型渠道进行原型原位观测试验,监测不同时间点不同影响因素下渠道不同位置土壤深度处地温及冻胀位移量变化,分析土体各特性的变化机理。结果表明,不同土层深度处土壤含水率的大小为未冻层>临界层>冻土层;不同土壤深度处的温度变化基本相同;10cm厚的保温板的保温效果优于20cm厚保温板的保温效果。研究成果为解决灌区渠道衬砌的冻害及渗漏问题以及未来大中型灌区渠道施工过程中采取有效的防冻胀措施提供了参考依据。     

高原暖风机点火燃烧系统的试验研究

针对高原低温、缺氧、气压低的客观现实，通过对轻油燃烧器点火困难、火焰燃烧不稳定及燃烧不完全现象的理论分析，并对燃烧器的配风器、喷火筒及点火系统的数次改进，进行了平原和高原的多次实验，最终使高原暖风机的启动性能及整体燃烧性能接近平原暖风机的水平。     

青藏铁路高原轨道车的研制

介绍了为青藏铁路研制的高原轨道车总体布置、性能及结构特点,并对试验和运用情况进行了总结。     

西藏高原城镇居住建筑围护结构传湿研究

以拉萨地区城镇居住建筑为例,以冬至日不同朝向室外综合温度作为室外计算温度,分析了不同节能构造围护结构在稳态条件下的传湿情况.结果表明:拉萨地区围护结构南向不出现冷凝,北向易出现冷凝,并且该地区围护结构适合采用外保温构造和夹芯保温构造,不宜采用内保温构造;围护结构应采取非平衡防冷凝构造设计.因此,该文的结果不仅可使西藏地区居住建筑围护结构传湿分析更加准确,同时也为该地区围护结构的防冷凝构造设计提供了理论依据.