高原冻土区富水场地地基处理措施对比研究

高原冻土区地质条件复杂,冻土地基的差异性冻胀和融沉变形威胁着工程的长期稳定性和服役性能。为满足工程基础的工后沉降与沉降差要求,同时减少对下部冻土的扰动,以多年冻融区过渡段某富水场地为例,开展地基处理现场试验,对比块石抛填和块石抛填+换填两种地基处理施工方案。结果表明,针对包括淤泥质泥岩、粉砂质土、中粗砂、冻融区过渡带四种工程地质条件,采用块石抛填方案均出现翻浆、冒泥等现象,无法碾压达成地基处理要求,而采用块石抛填+换填处理方案,经8～10遍碾压后,压实度均能达到要求。     

埋地管道在冻土带的热力变形分析

埋地油气管道通过永冻土地带时,由于管内介质与周围的冻土发生了热力作用,使冰土解冻,在管道周围形成融化圈。文章分析了永冻土的特点,建立了永冻土地带土壤传热数学模型:融化圈内外传热方程、管道向土壤和土壤表面向大气所放热量的守恒关系、融化圈界面处土壤温度、相变界面处固相变为液相的传热条件。还建立了埋地管道模型,并以穿过永冻土地带土壤的输油管道为例,分析并计算了各种应力的最大值所在的位置和大小,提出了在永冻土地带减小管道热力变形的措施。     

祁连山冻土区天然气水合物中轻烃分析方法及应用

通过自行研发的一套真空密闭加热脱附以及冷柱头零压力进样装置,对采集到的顶空气样进行轻烃在线分析,实现了天然气水合物轻烃C₅-C₇化合物的有效检测。根据Kováts保留指数等前人研究成果,对祁连山木里煤田聚乎更矿区天然气水合物轻烃中C₅-C₇共27个单体化合物进行了定性分析,对该区天然气水合物的轻烃地球化学进行研究。利用甲基环己烷指数对该区天然气水合物成因类型进行划分,揭示木里冻土区天然气水合物气体有2种成因3种类型,其中以混合型为主,并伴有少部分的油型气和煤型气。     

Recovering CH4 from natural gas hydrate with CO2 in porous media below the freezing point

The recovery of methane from gas hydrate layers that have been detected in permafrost regions is a promising perspective in the future. In order to study the replacement characteristics of CO₂–CH₄ hydrate in permafrost environments, simulation experiment was carried out in this work. The results indicated that the replacement rate and efficiency increased with the increasing of injection pressure of CO₂ gas. And the replacement rate and efficiency reached up to 0.403?mmol/h and 13.20% during the experiment. Furthermore, the results also showed that the replacement rate of CO₂–CH₄ hydrate was slower below the freezing point.     

乌努格吐山铜钼矿冻土层爆破设计方案

乌努格吐山铜钼矿冬季气温常在-30~-40℃左右,持续时间长达五个月。冬季开采爆破时,上部冻土层易产生大块,影响铲装效率,造成安全隐患;在矿石区块度过大,易造成选矿厂粗碎站堵仓,增加旋回破碎机的故障率,严重时甚至会造成停产。文章根据乌努格吐山冻土层特点,进行了爆破漏斗实验和冬季冻土层爆破参数方案设计,并对所取得的经济效益进行了简要分析。     

基于ASAR数据的青藏线多年冻土区形变监测研究

青藏铁路多年冻土区域路基稳定性关系到青藏铁路能否长期安全运营,因此对铁路沿线冻土区进行形变监测有着非常重要的意义。近年来,雷达差分干涉测量（D-InSAR）技术已发展成为监测地表形变的一项重要技术手段。本文利用此技术结合重复轨道ENVISAT ASAR雷达影像数据,获取青藏铁路羊八井-当雄区冻土形变结果,所得形变结果与冻土冻胀融沉的物理变化规律非常符合,说明采用D-InSAR技术提取铁路沿线冻土区域大范围地表形变信息的效果良好。     

IMPACT OF CHANGING HYDROLOGY ON NUTRIENT UPTAKE IN HIGH ARCTIC RIVERS

Despite the importance of river nutrient retention in regulating downstream water quality and the potential alterations to nutrient fluxes associated with climate‐induced changes in Arctic hydrology, current understanding of nutrient cycling in Arctic river systems is limited. This study adopted an experimental approach to quantify conceptual water source contributions (meltwater, groundwater), environmental conditions and uptake of NO₃^?, NH₄⁺, PO₄^3? and acetate at 12 headwater rivers in Svalbard and so determine the role of changing hydrology on nutrient uptake in these Arctic river systems. Most rivers exhibited low demand for NO₃^? and PO₄^3?, but demand for NH₄⁺ and acetate was more variable and in several rivers comparable with that measured in sub‐Arctic regions. The proportion of meltwater contributing to river flow was not significantly related to nutrient uptake. However, NH₄⁺ uptake was associated positively with algal biomass, water temperature and transient storage area, whereas acetate uptake was associated positively with more stable river channels. Mean demand for NH₄⁺ increased when added with acetate, suggesting NH₄⁺ retention may be facilitated by labile dissolved organic carbon availability in these rivers. Consequently, nutrient export from Arctic river systems could be influenced in future by changes in hydrological and environmental process interactions associated with forecasted climate warming. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.     

黄河源区水源涵养能力研究综述

黄河源区是黄河流域的主要产流区和水源涵养区,近年来源区径流量呈下降趋势,气温、降水、辐射、潜在蒸散发等是影响水源涵养的主要气候因素,草地退化、湿地萎缩、冻土消融也使得水源涵养单元受到显著影响。为科学认识和理解黄河源区水源涵养功能对湿地保护、水资源调蓄的重要意义,总结了水源涵养功能及其评估方法,阐述了黄河源区生态景观演变过程和泥炭地储水量研究现状,分析了不同水源涵养单元对源区水源涵养能力的影响。指出融合多种研究手段、方法,多尺度、多过程、多要素揭示黄河源区水源涵养变化机理是未来黄河源区水源涵养功能研究的发展方向。     

铁路不同厚度片石保温护坡降温效果对比分析

指出片石护坡是保护路基及基底下多年冻土的一种有效工程措施，结合青藏铁路清水河试验段片石护坡试验工程的测试数据，对0．8m，1．2m两种不同厚度片石护坡的降温效果进行了对比分析，以推广片石保温护坡的应用。     

自动控温单轴蠕变仪研制

青藏铁路将要穿越的多年冻土大多属于高温冻土,其中近一半为高含冰量冻土。由于实验条件限制,人们对高温高含冰量冻土认识非常有限。对于青藏铁路沉降变形的预测却在一定程度上依赖于这部分力学参数确定。因此,研制适合高温冻土蠕变实验研究设备非常必要。该仪器利用现有冰箱制冷技术,外加一套控温技术和数据采集系统的技术。此设备设计新颖、控温精度高、加力系统稳定、节约能源、环保、移动方便等特点。很有实用价值,设备制冷控温部分和数据采集部分还可单独分开使用。