季节性冻土条件与水田灌溉制定方法的理论研究

黑龙江省是全国最典型的季节性冻土区，冻土造成了不同于我国南方的特殊的近地表地下水状况，它对本区农业，水利等许多方面都产生一些未被普遍认识的影响。     

四川省西部高原季节性冻土地区渠系工程结构设计

正一、工程概况打火沟水利工程位于四川省甘孜藏族自治州甘孜县,地处青藏高原的东南边缘,高程为3 404.25~3 653.36 m。冬季时间长,夏季时间短,气温变化剧烈,降水量少但蒸发量大,日照时间长,太阳辐射强,气候立体变化显著。历史记录最低气温-28.7℃,最高气温31.7℃。二、渠基土的冻胀问题1.渠基土体冻土分类工程属高海拔地区,土体冻结持续时间为3~4个月,根据《冻土工程     

季节性冻土区玻璃钢防渗渠道抗冻胀性能初探

为了研究玻璃钢防渗技术在北方季节性冻土区的有效性,采用有限元分析软件ADINA对玻璃钢材料防渗渠道的温度场、变形场及应力场进行仿真分析,同时研究了衬砌板的冻胀变形及冻胀力分布规律.结果表明:与普通混凝土衬砌相比,玻璃钢衬砌材料不仅能使衬砌板的冻胀变位值及冻胀力更加均匀,而且通过释放变形,可使其法向冻胀力减小51%~74%,切向冻胀力减小34%～46%,玻璃钢材料优于混凝土.     

季节性冻土区融雪入渗对地下水的补给作用分析

为了分析季节性冻土区春季融雪入渗对地下水的补给作用,通过对小型野外试验场地气温、地下水位和土壤温度以及土壤湿度动态的系统监测,分析了冻结期和融冻期间地下水位动态的变化特征及其与相关环境要素的对应关系。在此基础上,分析了冻土层渗透性的影响因素,提出了季节性冻土区不同冻融阶段相应的地下水补给模式。研究结果表明:季节性冻土区大气降水入渗量应分非冻结期、冻结期以及融冻期三个时段进行计算,其中冻结期大气降水以降雪形式出现,对地下水无入渗补给作用;春季融冻期间,在冻结期内产生的积雪开始融化,可单独或与大气降雨一起入渗,并对地下水产生较为明显补给作用,但入渗补给系数相对较小,在本文的实例研究场地内,融冻期的融雪(降水)入渗补给系数仅为非冻结期大气降水入渗系数的1/2左右。     

季节性冻土对风电场杆塔基础稳定性影响研究

本文分析了风电场架空输电线路的特点以及季节性冻土对线路基础的危害,并结合风电场中35 kV直流输电线路杆塔基础的稳定进行分析.计算结果表明,在季节性冻土地区,特别是对冻深较大的地区,在基础埋深达到要求的同时,切向冻胀力也会对基础的稳定造成不利影响.因此,对季节性冻土地区的输电线路基础工程除按一般地区的要求进行设计施工外...     

季节性冻土隧道的温度场与应力场耦合数值分析

以鄂西地区沙子垭隧道为背景,运用传热学和有限元的基本理论,考虑应力场和温度场的耦合影响,建立了应力场和温度场耦合问题的二维数学模型,并应用Galerkin法进行了有限元分析。分析结果表明,温度场对季节性冻土隧道的应力场影响较大,在建设期间应该考虑应力场与温度场的耦合影响。     

季节性冻土区引水暗渠的临界埋深数值分析

在季节性冻土地区,输水暗渠受低温作用,不但引起混凝土结构的冻胀破坏,还将影响暗渠内的引水水体温度,导致水体结冰及暗渠阻塞.因此,需要对季节性冻土地区的暗渠结构在不同埋深情况下的温度场进行数值计算,确定其临界埋深.通过瞬态温度场的导热微分方程,采用迦辽金法推导出温度场的二维有限元公式,根据甘肃引洮工程的工程地质勘探报告及施工设计图纸,建立了暗渠数值计算模型.通过数值分析可知:埋深越大,对渠体结构的冻胀影响越小,低温季节时,地表低温对引水运行的影响也越小;通过对低温季节环境下的回归拟合分析,得出该地区季节性冻土中引水暗渠的临界埋深为3.31 m.     

季节性冻土区管道浅埋换填防冻模式研究

输水管道是节水灌溉工程建设的重要组成部分,管道铺设模式不仅直接影响到节水灌溉工程的投资和施工进度,同时还影响工程的直接效益和使用寿命。本文中通过在低温实验室进行PE管浅埋模型试验,获得了不同管道埋深、保温措施、回填措施和换填措施等条件下管道内温度和管道变形的动态变化过程。试验结果表明:不同换填措施、保温措施对管道内温度影响不大,而管道埋深和回填措施对管道内温度影响显著,适当增加管道埋深,管内温度升高,EPS轻质土回填的保温效果好于珍珠岩散料轻质土回填措施。在管道变形方面,炉渣换填措施略优于砂土换填措施,适当增加管道埋深,管道变形明显减小。与设置换填措施、回填措施和保温层的复杂工况处理相比,采用炉渣换填和回填措施的裸管,可以达到较好的防冻效果。综合考虑冻土区机械耕作等需要和防冻措施的经济可行性,推荐80 cm埋深的炉渣换填回填模式作为季节性冻土区(冻深2.3 m)PE管道的浅埋模式。     

稳定积雪覆盖下的季节性冻土水分特征及其数值模拟

为了深入研究积雪覆盖边界条件下的土壤水分迁移规律,通过冬季野外土壤水分观测试验,利用土壤水动力学理论,建立了稳定积雪覆盖条件下季节性冻土水分迁移模型。研究结果表明,积雪覆盖土壤比裸地平均地温高出1℃,土壤体积含水率(土壤剖面0～100cm内)高出2%,体现了积雪覆盖不仅能够阻碍土壤热量散失,而且能保持土壤墒情;建立的水分迁移模型能够精准的模拟积雪覆盖条件下冻结土壤水分迁移动态,其相对平均误差仅为3.51%。研究结果对于丰富和完善冻土水分迁移理论,解决春旱和冬小麦"冷拔"等问题具有重要的理论和实践意义。     

基于北安市季节性冻土与水田灌溉水量的影响分析

通过对北安市季节性冻土冻融的分析,论述了对水田灌溉水量影响.     

山区丘陵高海拔季节性冻土区农村饮水安全工程冻害原因及防治

该文从工程设计、施工、管理等方面论述了山区丘陵高海拔季节性冻土区农村饮水安全工程的取水设施、管路工程、净化蓄水设施、入户管网等四个主体工程部分发生的冻害及所采取的防治措施,供参考。     

季节性冻土区渠道衬砌结构冻胀防治效果数值模拟研究

渠道衬砌冻胀及损伤问题是季节性冻土区普遍存在的现象,这些问题被认为是热量输送和水分流动过程之间相互作用造成的。本文提出了一种新型的衬砌结构,并在大石桥市某灌区研究了新型及传统衬砌结构对渠道冻胀的影响,并采用组合热量传输和水分流动的二维耦合模型分析了新型和传统渠道衬砌结构的温度变化特征及新型衬砌防冻胀效果,两种渠道衬砌结构不同深度处的温度数值模拟结果与现场实测结果基本一致。现场观测结果表明:新型渠道衬砌结构具有渗漏低、导热系数低、排水速度快、不均匀变形低等特点。因此,在季节性冻土区这种新的渠道衬砌结构可以很好地防止冻胀破坏的发生。     

黑龙江省冻土的时空分布

黑龙江省冬季漫长严寒,形成季节性和多年性冻土,文章分别介绍了多年冻土和季节冻土,对季节冻土从冻土的冻结日期、最大冻土深度、融化日期及冻融过程等几个方面阐述了冻土的时空分布。     

季节性冻土区铁路路基冻融变形规律

为探究冻融循环作用对季节性冻土区铁路路基变形特性的影响,以兰新铁路的路基填土为研究对象进行冻融循环试验和固结压缩试验,得到了冻融变形和压缩特性的变化规律,并利用正交试验对压缩特性的影响因素进行显著性分析。试验结果表明:随着冻融循环次数的增加,冻胀率和融沉系数均呈多项式函数增加;在相同冻融循环次数下,两者均与含水率呈正相关,与压实度呈负相关。压缩模量随冻融循环次数的增加先增加,最终趋于稳定,各因素及其交互作用对压缩模量的影响从高到低依次为压实度B、含水率C、冻融循环次数A、B和C的交互作用BC、A和B的交互作用AB、A和C的交互作用AC。建议选取9次冻融循环后的压缩模量作为兰新铁路路基强度设计值,该研究成果对防治冻胀融沉和控制路基变形具有一定的指导意义。     

基于MODIS卫星遥感的河北省季节性冻土变化特征及其与气温的关系

近年来,在全球气候变暖的背景下,中国季节冻土最大冻结深度总体呈现减小的趋势。相比于传统的钻孔勘探的方法,卫星遥感技术可以更准确、方便、全面地估算河北省季节性冻土分布及最大冻结深度。利用2002—2022年的遥感地表温度数据,以及1970—2021年的气温数据,采用Stefan公式模拟了河北省季节性冻土最大冻结深度分布及变化规律,并分析了河北省季节性冻土最大冻结深度时空分布特征及其与平均气温的相关性。河北省季节性冻土最大冻结深度总体随海拔高程的降低呈由西北向东南递减的趋势;近50年来,随着气温的升高,河北省季节性冻土最大冻结深度总体呈现减小趋势,平均变化率为-3.60 cm/10 a;季节性冻土的最大冻结深度与平均气温的关系整体呈负相关,中南部及中北部地区的相关性较好,大部分地区的相关系数的绝对值达到了0.55以上;利用卫星遥感数据反演的最大冻结深度可为揭示河北省季节性冻土对气候变化的响应提供参考依据。     

季节性冻土地区灌注桩的设计

冻土区基础设计的合理性是建筑物设计的重点,是工程成败的关键。冻土区天然上限冻融循环、冻胀、融沉等病害十分普遍,许多水工建筑物基础由于工程地质条件,特殊的功能性限制只能采用深基础即桩基础。钻孔灌注桩基础,是国内外工程广泛采用的基础形式,可适用于各类地质条件。文章着重阐述灌注桩在冻土地区竖向承载力及抗拔稳定性计算方法。     

季节性冻土区冻胀力的简化算法

针对《水工建筑物抗冰冻设计规范》单位切向冻胀力、单位水平冻胀力以表格形式给出在实际工程应用上存在的计算依赖表格、内插取值误差大、外延值域随意性等问题,通过对冻胀力与冻胀量关系曲线的线型特性分析,采用优化拟合的方法,获得了表达形式简单、取值过程简捷、计算精度高的数学表达式,可在实际工作中推广应用。     

论冻土对土壤水分动态的影响

以北方冻土的实验资料，对冻土的变化过程进行分析，以及冻土对土壤水分的动态影响进行全面地，综合分析。