一、青藏铁路冻土地球物理模型的建立（论文文献综述）
贾诗超,张廷军,范成彦,刘琳,邵婉婉[1]（2021）在《InSAR技术多年冻土研究进展》文中提出多年冻土随气候变暖逐渐发生退化,严重影响多年冻土区工程建设的稳定性,因此实时、准确地监测多年冻土变化迫在眉睫。合成孔径雷达干涉测量（Interferometric Synthetic Aperture Radar,InSAR）作为一种新型对地观测技术,可以全天时、全天候的对多年冻土区地表进行大范围监测,成为一种有效的监测手段。主要介绍InSAR技术在多年冻土区近20年的研究进展与未来发展趋势。首先介绍了InSAR技术的基本原理和常用的SAR系统,然后基于InSAR技术的发展,概述了D-InSAR和时序InSAR技术在多年冻土区的应用,并对目前发展的冻融模型进行总结,分析了多年冻土区地表形变影响因素,最后展望未来InSAR技术在多年冻土监测中的发展趋势与面临的主要问题,以期为科研人员提供系统的应用介绍。
王京[2]（2021）在《基于多源SAR数据青藏高原冻土冻融过程及时空分布研究》文中提出青藏高原独特的地理水文环境孕育了全球最大的永久冻土区。近年来在温度持续升高和工程活动的背景下,青藏高原冻土呈现出快速退化趋势,主要表现在活动层厚度增厚、冻土温度升高等。其中活动层位于永久冻土层上方,它的周期性的冻融过程能引起冻土地表发生季节性的抬升和沉降。另一方面,青藏铁路的建设和运营改变了冻土的温度场和应力场,进而造成铁路路基沉陷及附近热融滑塌等地质灾害。因此,开展大范围青藏高原和交通走廊沿线冻土形变监测、多年冻土的分布调查及活动层厚度估计研究对于青藏高原的环境、气候、寒区灾害预防、人类工程设施都具有重要科学意义。但是青藏高原自然环境恶劣,地貌景观异质性较强,采用常规的监测手段进行冻土研究存在很多缺陷。多源SAR卫星的发射和In SAR技术的突飞猛进,为青藏高原的研究提供了丰富数据源和技术支持。本论文利用Sentinel-1A数据、Terra SAR-X数据、ALOS-2 PALSAR-2数据开展青藏高原冻土冻融过程形变监测、冻土分布制图及活动层厚度反演研究,旨在为青藏高原冻土区的灾害防护和冻土环境生态保护提供科学依据和理论支撑。本文的主要内容及创新工作如下:（1）提出了基于超算平台的并行快速分布式散射体和相干散射体的时序In SAR技术（Parallel Fast Distribute Scatterer-Coherent Scatters In SAR,PFDSCSIn SAR）,实现整个青藏高原的年平均形变速率反演。以TOPS干涉模式250km宽幅的Sentinel-1图像为数据源,针对CSIn SAR技术在青藏高原自然地表存在点目标不足和分布式散射体技术（Distribute Scatterer interferometry,DSI）处理效率较低等问题,通过融合分布式散射体（Distribute Scatterer,DS）来提高青藏高原点目标的密度,并提出DSI并行策略提升DSI算法的计算效率以适合青藏高原大区域形变解算。在DSI处理流程中,提出基于积分图的置信区间方法来提取同质像素点,针对中低分辨率SAR图像存在多种散射机制和最优相位计算迭代耗时问题,采用奇异值分解方估计DS点的最优相位。研究表明,PFDS-CSIn SAR与CSIn SAR技术对比,极大提高了低相干冻土区的干涉图质量并提高了测量点的密度。并行DSI方法将35h完成的整景Sentinel-1数据（4:20多视比）的DSI处理流程时间减少至30min,运行效率提高了近60倍。PFDS-CSIn SAR实验结果显示2018～2019年青藏高原年平均形变速率为-56～56mm/yr。青藏高原冻土形变与活动层厚度、土壤含水量呈现出弱相关关系,与年平均地表温度呈现出强相关关系。（2）提出了基于季节性形变模型的自适应分布式散射体技术和基于In SAR时序形变量冻土分布制图的新方法,实现青藏铁路格尔木至拉萨段冻土冻融过程的形变监测和冻土分布制图。以TOPS干涉模式250km宽幅的Sentinel-1图像和ERA5-Interim再分析的日空气温度为数据源,针对永久散射体（Persistent Scatterer Interferometry,PSI）技术应用于青藏铁路沿线形变监测过程中存在的PS点（Persistent Scatterer）不足和形变模型适用性等问题,本研究融合分布式散射体并构建基于归一化的冻融指数的季节性形变模型来对青藏铁路沿线冻土的季节性形变进行求解。在DSI处理流程中提出基于初始数据块协方差矩阵Shapiro–Wilk W检验的同质像素点提取方法,使用稳健的M-estimator估计方法估计初始协方差矩阵。在最优相位估计中采用Phase Linking方法对最大似然估计算法进行求解,同时为了加快迭代求解速度,提出基于EMI（Eigendecomposition-based Maximum-likelihoodestimator）方法的初始解作为迭代的初始条件,进而提升最优相位求解速度和精度。基于上述求解的季节性形变量、时序形变量和日空气温度数据,分析青藏铁路沿线不同地区的冻融过程。最后采用Savitzky-Golay滤波算法对In SAR时序形变量做预处理并利用非监督ISODATA分类方法进行冻土分布制图。实验结果表明:2017/03/16～2020/03/24期间研究区季节性振幅范围为-70～20mm/yr,LOS形变速率范围为-40.0～20.0mm/yr。青藏铁路沿线10公里缓冲区的季节性形变范围为-50～10mm/yr。沉降区域较大的路段集中在格尔木至西大滩、不冻泉至可可西里、五道梁至北麓河、风火山至乌丽、沱沱河至雁石坪、唐古拉山至安多、那曲至当雄、羊八井至拉萨。经验证,In SAR时序测量值与四个地点的水准测量值的相关系数分别为0.93、0.91、0.89、0.83。此外,基于日空气温度数据和时序形变量变化发现青藏铁路沿线不同地区冻土的冻融循环时间不同。基于时序In SAR形变量冻土分类结果将冻土区分类为永久冻土区、季节性冻土区和退化永久冻土区,分类结果与赵林等人冻土分类结果基本一致。（3）基于多源SAR数据分析永久冻土区不同地貌景观冻土冻融过程的形变,并提出基于分层土壤含水量和分层土壤孔隙度活动层厚度反演方法,实现北麓河地区不同地貌景观冻土的活动层厚度的反演。以Sentinel-1数据、Terra SAR-X数据、ALOS-2 PALSAR-2数据为数据源,针对北麓河地区冻土分布异质性强且地貌类型复杂等问题,提出基于分层土壤含水量和分层土壤孔隙度的活动层厚度估计方法,并构建季节性形变模型与新小基线集（New Small baseline Subsets,NSBAS）集成的方法流程,获得了北麓河地区不同地貌景观的季节性形变特征和活动层厚度,并分析不同传感器反演的形变和活动层厚度,探索多源SAR数据在永久冻土区冻融过程形变和活动层厚度反演的适用性和差异性。多源SAR数据形变结果表明季节性形变较大的地区主要集中在热融湖周围,辫状河平原、盆地地区、冰川的季节性径流地区以及河漫滩地区。Sentinel-1和ALOS-2 PALSAR-2数据对比结果表明季节性形变量的形变趋势较为一致,但是线性形变速率存在较大的差别。Sentinel-1与Terra SAR-X数据表现出较好的一致性,季节性形变和线性形变速率相关系数分别为0.78和0.84。三种传感器形变结果显示北麓河地区6个典型地物的季节性形变趋势一致。高寒草甸和河漫滩地区的季节性形变高于高寒荒漠和裸地区。结合北麓河地区日气温数据、土壤含水量、GPR数据发现冻土形变与温度、土壤含水量以及活动层厚度具有重要关系。三种传感器反演活动层厚度结果范围分别为0.3～4.23m、0.3～4.04m、0.3～4.54m,且不同地貌景观的活动层厚度差异明显。三种传感器反演活动层厚度与与探地雷达实测数据对比,可发现ALOS-2 PALSAR-2数据反演的活动层厚度在不同地貌景观区域的相关性最好,分别为0.87、0.78、0.89、0.80。Terra SAR-X数据和Sentinel-1在河漫滩地区反演的活动层厚度相关性较差,分别为0.59和0.63。本文提出的活动层厚度估计方法为青藏高原冻土区活动层厚度反演提供了有效方案。
杨燕[3]（2021）在《多年冻土区路堤表面温度与热流变化特征研究》文中指出随着“西部大开发”战略的继续推进和“一带一路”战略的实施,青藏高速公路等大批多年冻土区重大工程逐渐提上建设日程。因此,亟需深入研究多年冻土区地表热流平衡与温度周期性变化问题,揭示地表热物参数和气象参数协同影响地温的规律,为科学调控地表热物参数降低地温提供理论依据。论文分为三部分展开对多年冻土区路堤表面温度与热流变化特征的研究。首先,围绕太阳辐射吸收理论,建立了多年冻土区路堤辐射吸收的精细化模型,解决了路堤表面辐射量化评价问题。其次,聚焦地表热流分配问题,创建了预测多年冻土地温的热流边界数值模型,分析了路堤表面的典型日及全年平均热流分配问题,最后,探究了典型日及全年路堤表面的温度变化和热储G与表面温度Ts的滞后效应的变化规律,致力于消除路堤阴阳坡效应,阐明了在路堤阳坡涂有高反射率材料可以消除路堤阴阳坡效应的理论与技术。基于以上研究工作,得到以下三个发现:（1）路堤表面太阳辐射吸收模型解决了多年冻土地区路堤表面辐射吸收量的量化问题;模拟路堤表面太阳辐射吸收的宏观反射率与实测值较为吻合,验证了所提出模型的可靠性和准确性。模拟结果指出:路堤边坡与邻近地面的多重反射效应可使路堤额外吸收更多的太阳辐射,导致边坡的宏观太阳辐射吸收率比微观吸收率高约0.01～0.03。此外,即使是地表温度接近冻土的相变点时,热流边界条件也能很好地模拟地层的温度。因此,相比于温度边界条件,热流边界条件可以更加精确地预测多年冻土区路堤下伏冻土土层的温度变化。（2）通过数值模拟路堤表面热流分配过程发现:从典型日及全年来看,东西走向路堤表面净辐射Rn滞后于热储G;全年的辐射吸收I、净辐射Rn及对流换热H近似呈正弦分布,而长波辐射L及热储G的变化波动较小。典型日及全年的路面及南北两侧边坡的热储G均存在明显滞后效应。不同的是,典型日趋向于曲线拟合,全年的热储G近似线性拟合。通过对地面热储和净辐射之间滞后效应的调控机制为调控路堤热储G提供了思考。（3）由滞后效应公式推导发现热储G受到路堤表面反射率R、发射率ε、日出日落时间差ts-tr、及ta当日最大太阳辐射I0等因素的影响,为冷却路堤下伏冻土温度提供科学依据。典型日的路堤表面温度变化随着时间近似呈现正态分布,与路堤表面热流分配规律保持一致。但温度峰值的时刻比热流峰值推迟,表明热流分配后热储G对地表温度的影响需要传递转化的过程。由热储G与表面温度Ts的关系发现,典型日及全年的路堤表面温度Ts均存在滞后效应。与热储G和净辐射Rn的滞后效应不同的是,热储G与表面温度Ts呈逆时针。可以看出滞后模型很好地捕捉了数值模拟得到的滞后曲线的双向模式。路堤下伏冻土层温度主要受到地表反射率的控制,其它因素只起次要作用。提高路堤南侧边坡的反射率可有效缓解甚至消除多年冻土区路堤的阴阳坡效应。
杨韬[4]（2021）在《碎石桩群对冻土沼泽公路地基水热状况与变形影响研究》文中提出本论文旨在探究高温冻土沼泽地区公路碎石桩群处理地基,在冻土退化过程中应力场、水分场以及温度场三者随时间的变化关系,分析高温冻土退化地区碎石桩群对地基冻土所产生的作用及影响。首先,以连续多孔介质假设为基础,基于Biot固结理论,分别以大应变假设及小应变假设为前提,推导两类应力场控制方程,结合考虑对流传热的三维非稳态传热方程,建立多物理场求解域统一的描述高温冻土物理场变化的水热力耦合模型控制方程。针对高温冻土刚度对温度变化较为敏感的特点,对冻结部分应力场参数进一步细化,建立高温冻土应力-温度耦合损伤本构模型。考虑温度变化对高温冻土刚度及强度的劣化作用,以基于Weibull分布的统计损伤模型确立应力损伤因子,以温度对初始弹性模量所形成的衰减程度确定温度损伤因子,由复合损伤因子将两者进行耦合。通过冻结砂土以及冻结粉质黏土,分别验证了本构模型对应变软化型材料以及应变硬化型材料预测结果的准确性。同时,推导两种应力损伤因子形状参数以及尺度参数的求解方法,以不同方法所得参数分别带入本构模型计算,所得结果对比实测应力应变曲线,对两者所得参数对本构模型最终预测结果的影响进行分析,结果表明半理论半拟合方法相较于全拟合方法具有一定优势。进而,通过对通用多物理场有限元软件进行二次开发,对水热力耦合模型进行数值实现。以控制围压室温度变化的恒定轴压三轴试验,对水热力耦合模型预测结果有效性进行验证。对比不同偏应力所形成不同程度轴向变形的三组试验结果,对模型应力场控制方程中大应变时,考虑几何非线性的必要性进行论证。通过模拟结果分析高温冻土融化固结这一过程中,水热力三场的相互作用;对三者动态平衡,相互制约,相互促进的关系进行论述。最后,通过前述水热力耦合模型,对G1211高速公路北安-黑河段孙吴县附近,一处旧路加宽工程进行模拟分析。通过实测沉降数据及地温数据对模拟结果有效性进行验证。以模拟结果对地基内部应力场、水分场及温度场随时间的变化关系进行讨论,对比未经碎石桩群处理地基的模拟结果,进一步论述碎石桩群对高温高含冰量冻土地基各物理场的影响,依此对碎石桩群的作用机理进行阐述。通过多物理场耦合分析,得出碎石桩群对高温多年冻土地基的作用主要有以下三个方面:加速超静孔隙水压力消散;提高地基整体性及刚度;加速初期高温多年冻土融化,且不会对地基温度场形成长久扰动。同时,从数值层面进行了论证,为其在多年冻土退化区的应用提供了理论支持。
陈发虎,吴绍洪,崔鹏,蔡运龙,张镱锂,尹云鹤,刘国彬,欧阳竹,马巍,杨林生,吴铎,雷加强,张国友,邹学勇,陈晓清,谈明洪,王训明,包安明,程维新,党小虎,韦炳干,王国梁,王五一,张兴权,刘晓晨,李生宇[5]（2020）在《1949—2019年中国自然地理学与生存环境应用研究进展》文中研究说明自然地理学是一门以基础研究见长的自然科学,其研究对象是与人类生存和发展密切相关的自然环境。中国的自然环境复杂多样,自然地理学家根据国家需求和区域发展在应用基础和应用研究方面同样取得显着成效,为国家重大经济建设、社会发展的规划,宏观生态系统与资源环境保护及区域可持续发展做出了重要贡献。本文总结了1949—2019年中国自然地理学在自然环境区域差异与自然区划、土地利用与覆被变化、自然灾害致灾因子和风险防控、荒漠化过程与防治、黄淮海中低产田改造、冻土区工程建设、地球化学元素异常和地方病防治、自然地理要素定位观测、地理空间分异性识别和地理探测器等方面的实践与应用,指出了未来自然地理学的应用研究方向。
张传峰[6]（2020）在《复杂水热环境下共玉高速冻土沼泽区路基变形及其防治研究》文中研究表明我国青藏高原多年冻土研究早在青藏铁路及公路建设过程中就逐步展开,经过近几十年的发展,对于多年冻土区铁路路基及低等级公路路基的变形问题已经有较为成熟的理论及防治措施。但随着西部大开发不断深入,经济建设需求不断增加,在多年冻土区修建高速公路必将成为常态化。多年冻土造成路基冻胀融沉及变形的不稳定性与高速公路建设高标准之间的矛盾异常突出,尤其是复杂水热环境下冻土沼泽区路基变形的防治问题已经成为新的难题。而公路路基和铁路路基存在一定的差异,所以不能照搬青藏铁路关于路基变形及防治的一些研究成果,需要研究出适用于高速公路多年冻土区的理论和防治措施。本文针对共玉高速公路冻土沼泽区复杂水热环境导致的路基变形问题,以“共玉高速公路冻土沼泽地段路基关键技术研究”项目为依托,以共玉高速冻土沼泽区路基为研究对象,采用现场调查、室内试验、变形监测和数值模拟等手段,进行了以下几个方面的研究:1、冻土沼泽区复杂水热环境成因研究。多年冻土区冻土沼泽形成时存在一种天然的水热平衡,这种水热平衡对保护多年冻土是有利的。然而高速公路的修建势必会破坏原来的水热平衡体系,进而形成新的更为复杂的水热环境。本文通过对共玉高速沿线冻土沼泽区的分布及其工程地质分区特征分析,同时结合气候、太阳辐射、地形地貌、地层岩性、水文地质等影响水热环境的因素,进而更加深入地从复杂水文地质环境、复杂融区水热环境、复杂工程建设环境等方面分析了复杂水热环境的成因。进而得出复杂水热环境成因主要是由于水、热、工程建设等综合因素所致,这种复杂的水热环境导致路基变形特征的独特性。2、冻土沼泽区路基变形特征研究。复杂的水热环境加剧了路基的冻胀融沉,对路基的稳定性具有很大的影响。为了准确研究水热环境对路基变形特征的影响,通过对既有G214及共玉高速路基病害调查,并结合各病害分布特征,深入分析复杂水热环境下共玉高速路基变形的影响因素、过程及类型特征。得出路基变形特征主要表现为路基沉陷、不均匀沉降、边坡失稳等,为了规避这种变形（病害）就需要对内在变形机理进行深入研究。3、冻土沼泽区路基变形机理研究。地基土和路基填料组成了新的路基结构,这种结构在构建新的水热平衡时就会产生强烈的冻融现象,而这种冻融现象又会产生大量的路基病害。根据在复杂水热环境下路基填料的颗粒分析试验、易溶盐试验、击实试验、毛细管水上升高度试验、渗透试验、冻胀特性试验、冻融循环试验;以及地基土的冻胀试验、颗粒分析试验、液塑限试验、融沉特性试验的基础上,从路基填料和地基土这两个微观方面深入分析了路基的冻融特性。同时,为了准确研究水热环境改变对路基地温场变化以及路基变形的影响,通过路基地温场及位移监测,采集公路建设各阶段路基地温场及变形监测值,深入分析复杂水热环境下监测断面的路基地温场和沉降变形的相关性。结合以上两个方面的研究,并从力学角度深入分析了产生路基变形的水分迁移、温度场效应及冻融循环理论,进而总结出复杂水热环境下冻土沼泽区路基变形机理。为科学有效的采用变形防治措施提供了理论依据,对冻土沼泽区公路建设具有指导意义。4、冻土沼泽区路基变形防治措施研究。原G214线在建设和运营过程中,出现一系列的路基病害,针对不同的路基病害也采用了很多防治措施,这些措施最核心的目的就是解决水热平衡问题,人为快速地使路基和天然土体以及周边环境进行融合,构建新的平衡,进而减小水热交换对路基的破坏。目前常用单一的或简单的复合路基防治措施只能片面地解决复杂水热环境的某个方面,不能完全适应复杂水热环境的要求,故而需要研究出适应复杂水热环境的一套综合整治措施。本文结合复杂水热环境的成因、路基变形特征、路基变形机理等研究成果,提出7种防治措施,并详细分析这7种防治措施的特点以及可以解决的问题。再通过数值模拟对比分析这7种防治措施的效果,进而研究出一套适用于共玉高速冻土沼泽区的路基变形的防治措施。新提出的热棒+保温板+遮阳板+片石路基+砂垫层综合防治方案,更好地适应了共玉高速冻土沼泽区建设环境,既解决了路基热量问题又解决了路基排水问题,对于复杂水热环境下路基变形控制具有显着效应,能明显提升冻土沼泽区多年冻土上限,降低路基累积沉降量,解决了冻土沼泽区复杂水热环境问题。本措施成功应用于共玉高速路基变形防治工程,具有重要的现实意义。通过以上4个方面的研究,掌握了共玉高速冻土沼泽区复杂水热环境的成因,研究了复杂水热环境下路基的变形特征及变形机理,提出了新的综合防治措施。本研究成果对多年冻土沼泽区高速公路的建设和安全运营有较大的指导和借鉴意义,社会和经济效益显着。
王鑫[7]（2020）在《寒区冻结土石混合体-结构界面力学特性研究》文中研究说明随着全球气候变化和工程活动影响青藏工程走廊内冻土退化,冻结土石混合体的热融引起结构稳定性下降是寒区工程建设需要面对的重大难题。而热融诱发不同工况土石混合体-结构界面强度劣化特性及机制是本研究的核心科学问题。论文以冻结土石混合体与混凝土组合体试样开展正融下界面强度劣化试验,明晰正融过程中不同参数界面温度随时间变化规律;基于界面宏观剪切强度,分析含石率、含水率和正应力影响下正融过程冻结土石混合体与结构界面剪切强度劣化特征。通过NMR明晰界面强度劣化与未冻水含量变化内在关联,结合力学测试结果揭示碎石含量和初始含水率对冻结土石混合体-结构界面强度劣化影响机制,为冻结土石混合体热融下结构承载性能劣化提供理论参考。针对正融过程中冻结土石混合体-结构界面温度变化问题,基于正融过程不同工况（含石率、含水率）条件下的冻结土石混合体-结构界面温度标定试验,探究不同含石率界面在相同的时间内的温变速率,明晰热融下冻结土石混合体与结构界面相变时间与含冰量的内在关联,归纳碎石介质参与冻结土石混合体热传导作用规律。发现不同含石率的试样界面在-15℃～-5℃负温区间解冻所需时间差异性小。在-5℃～0℃温变区间,由于土石混合体中大颗粒形成稳定骨架而次级颗粒填充大颗粒的空隙,在碎石作为主要传热物质参与整个传热过程中,含石量越大的冻结土石混合体在传热方面表征为导热系数越高。即在相同的时间内,含石率高的土石混合体升温速度会越快。针对热融诱发不同工况土石混合体-结构界面强度损失特征问题,开展预定温度下不同工况参数（含石率、含水率、正应力）的组合体界面劣化规律测试试验,获得正融过程中不同工况参数对应的界面损伤规律,系统分析各界面性状在不同温度阶段的界面劣化行为特征,明确界面显着劣化响应对应的正融特征阈值,揭示正融特征阈值与界面含石、含水、正应力的内在关联。基于含石率、含水率和正压力对界面随着升温解冻的抗剪强度规律,归纳总结强度变化三阶段即（-5℃～-3℃）初始降低阶段、（-3℃～0℃）极速降低阶段和（0℃～15℃）持平阶段;基于含水率对界面强度影响规律,提出二维方向的强度变化“分水岭”。最后通过整个相变阶段界面强度变化规律进一步分析,发现正应力的增加对抗剪强度的影响减弱且出现聚集现象,可知此时界面处于极不稳定状态。针对冻结土石混合体-结构界面劣化响应与未冻水含量变化内在关联问题,本文基于NMR分层测试技术建立温度-未冻水含量-抗剪强度相关关系,可将冻结土石混合体-结构界面整个正融过程划分为三个阶段（即冻结阶段Ⅰ、相变阶段Ⅱ、融化阶段Ⅲ）。界面温度从-15℃解冻至-5℃其界面未冻水含量增长了 1.7%,界面处未冻水含量上升小、界面冰晶含量高,可见在解冻初期冻结土石混合体-结构仍处于冻结状态。试样在解冻初期界面未冻水含量变化较小,但随着解冻程度的加深,未冻水含量开始迅速上升,试样仅从-5℃至0℃界面未冻水含量增长了 80.4%,同时界面抗剪强度出现大幅降低。随着试样融化程度继续加深,试样在解冻至0℃以后其界面未冻水含量逐渐趋于稳定。此时界面冰晶全部融化未冻水试样进入完全融化阶段,相应抗剪强度的降幅也逐渐减小,并逐渐趋于稳定。针对冻结土石混合体-结构破坏错动带形貌特征及劣化机制问题,通过破坏后混凝土界面及土石混合体剪切错动带宏观特征分析,明确不同碎石含量界面及剪切破坏带的破坏特征,提出剪切错动带区域划分,并考虑破坏面土石混合体侧和混凝土侧界面性状差异产生的结合阻抗对正融劣化的反馈效应,提出碎石在现浇混凝土中的嵌固特征。发现随着含石率增加,试样表面状态由光滑平整逐渐变为碎石均布状态,而剪切错动带由平滑的剪切面变为不规则剪切带,且内部裂缝逐渐发育贯通。基于正融过程冻结土石混合体强度概化分析模型,对摩尔库伦准则进行修正。综合界面强度劣化与正融温度、界面性状与试验关联分析,进行细观强度劣化机制分析。基于热融诱发冻结土石混合体-结构界面力学结果和变形分析,归纳碎石含量与初始含水率对界面强度劣化机制影响。以上研究成果不仅是冻结土石混合体研究体系的有益补充,更可为富含土石混合体的寒区工程建设提供有效指导。
吕梦菲[8]（2020）在《青藏铁路多年冻土区电力杆塔热桩基础冻拔效应数值分析》文中指出随着人类在多年冻土区生产活动的增加,对于电力输送的要求与日俱增。然而多年冻土区输电杆塔建成在后期的使用过程中,由于外界环境温度的周期性交替变化,导致桩基础产生冻胀融沉病害。桩基础在冬季发生冻胀时,桩体的上升位移与其附近土体的冻胀值近乎相同,而在土体发生融沉时因桩体深埋于冻土的永冻层中受冻结力的影响使得桩体的融沉值小于土体,由此产生桩土的相对变形差,如此往复作用即会导致“冻拔”病害,将严重影响输电杆塔的安全性和使用性。为了得出热桩基础对该病害治理的长期作用效果,本文在青藏高原未来50年升温2.6℃的背景条件下,以青藏铁路望不段电力杆塔热桩基础与普通桩基础（无热棒桩基础）的现场试验为基础,运用ANSYS数值模拟软件通过热力耦合的方法对有无热棒桩基础进行长期稳定性研究,得出:（1）随着外界环境温度的逐年升高,冻土层深8m范围内的土体温度整体上呈现出上升趋势。随着年限时间的增加,无热棒桩基础的活动层厚度有所增加,严重影响桩基础稳定性。热棒桩基础对土层深度为3m至8m的桩周土体的温度有良好的降温效果,在5m深时降温幅度最大为2.6℃,且热棒可提高冻土上限值可较好的保持冻土的稳定性。但是随着年限的增加,热棒的有效工作效率在逐渐衰减从而导致对土层的降温效果减弱。（2）在相同的外界温度荷载下,热棒将很大程度的提高冻土的降温速率,过快的降温速率将使得土体内部的水分还未来得及迁移土体就已完成了冻结过程,从而会对土体的冻胀产生抑制作用。（3）桩基础在冬季发生冻胀时,桩体与其附近土体的冻胀值近乎相同（不考虑桩体被拔断）,热桩基础由于热棒的降温作用较普通桩基础在冬季时的冻胀值减小,且由于热棒在冬季整体上降低了土层的温度,使之在夏季时土体的温度依然低于普通桩基础从而对土体的融沉亦有较好的抑制作用。（4）通过对热桩基础与普通桩基础20年中年冻拔值分析得:普通桩基础的年冻拔平均值约为19mm,热桩基础的年冻拔平均值约为10mm,可得热棒桩基础对于多年冻土区输电杆塔桩基础的冻拔病害有良好的治理效果。
罗涛[9]（2020）在《多年冻土区板桩路桥过渡段结构力学特性研究》文中认为路桥过渡段作为连接道路与桥梁的关键结构,是保证列车平顺、安全通行的关键。然而该结构由于桥台与路基的刚度骤然变化导致其易发生差异性沉降病害,尤其是在通车后动力荷载作用下该病害表现得更为明显。由调查数据分析可知,青藏铁路沿线路桥过渡段差异性沉降病害非常严重,目前常用的治理方法为往沉降差空洞中填埋道渣,重新找平的方法,此方法短时间内具有一定的效果,但是长期填埋道渣不利于路基稳定严重时将导致新的病害。目前对于多年冻土区路桥过渡段病害的研究都是从其温度场及水分场的角度出发,且多数都为理论分析或数值模拟分析。本文结合多年冻土区冻土的活动层特性,从刚度差异角度出发提出板桩路桥过渡段结构来开展本次室内模拟试验。本次试验主要是观测板桩路桥过渡段结构在外界循环温度荷载及持续外力荷载作用下其温度场与位移场的变化规律。得出:（1）板桩路桥过渡段结构中心处土体温度由于试验的桩基导热系数比冻土高且受双排桩基对其的影响,导致其温度略高于一般路桥过渡段结构,但是桩基对只能在一定的范围内对土体温度有影响且不会影响冻土的冻结线。（2）本次室内模拟试验较真实的模拟出冻土的活动层,且试验模拟的冻土具有良好的冻胀融沉特性。在外界环境温度随年限逐年升高的情况下,路桥过渡段结构的活动层深度略有增加,且板桩路桥过渡段结构的增加幅值略大。（3）板桩路桥过渡段结构在持续外荷载与循环温度荷载作用下,其差异性沉降量较一般过渡段结构大幅度降低,同时板桩路桥过渡段结构的轨面弯折角较一般过渡段结构也大幅度降低,说明桩基的存在很大程度增加了土体刚度使其对减缓路桥过渡段的差异性沉降具有良好的效果,可很好的保证列车运营的安全性和平顺性。（4）运用ANSYS有限元软件通过数值模拟的方法对两种路桥过渡段结构进行长期稳定性分析。通过分析对比两种结构的温度场与位移场得出板桩路桥过渡段结构对于多年冻土区路桥过渡段差异性沉降有很好的治理效果。
季雨坤[10]（2019）在《冰透镜体生长机制及水热力耦合冻胀特性研究》文中研究表明冻土冻胀是冰透镜体生长的宏观表象,人工冻土及天然冻土在冻结后均会引发一定范围内的冻胀变形,过量的冻胀变形将导致矿山井筒工程、隧道工程、民用工程等基础设施的破坏。冻胀过程中冰透镜体生长及其背后潜在物理化学机制所涵盖的界面接触处分子间相互作用是理解成核、结晶、相变和矿物置换等物理过程的基础。掌握冻结土体基本物理特性,揭示冰透镜体生长过程中冻土水热力耦合物理行为,完善冻结土体物理力学理论体系,对资源高效开发及人工地层冻结工程与寒区冻土工程的高效构建具有十分重要的科学意义。本文围绕特定环境影响下的冰透镜体生长机制及冻土水热力耦合行为与机理为关键科学问题,综合采用室内试验、理论分析与建模、数值模拟等技术手段,对冻结过程中冻胀敏感性、水热力耦合作用下的冻胀机理及理论、冻胀稳定控制等科学问题进行研究。主要获得以下创新性成果:（1）采用微观结构扫描与分子结构分析的方法揭示了蒙脱土及高岭土的水物理特性,指出蒙脱土矿物相较高岭土具有更好的亲水能力进而使得冻胀较小。此外,研究了颗粒介质粒径影响下的冰透镜体生长机制,综合考虑自然界不同含量砂-粉-粘颗粒组成土体粒径的差异,对给定土体的冻胀敏感性进行了评价。研究指出介于细粒及粗粒间的中等颗粒土体（如粉土）其冻胀敏感性更强,当粗颗粒土中细粒含量显着增多时也可出现明显冻胀现象。（2）为了研究冻胀敏感性土体的冻胀-冻胀力现象,研制出模拟环境约束状态的冻胀试验系统,开展了温度梯度诱导-力学约束影响下的冻胀试验。研究揭示了冰透镜体生长演化过程中土体的宏细观水热力耦合行为,获取了温度梯度-力学约束-冻胀变形-冻胀力之间的动态耦合关系。此外,研究探讨了冰颗粒对孔隙结构及水分流动特性的影响,分析了力学约束作用下冻胀-冻胀力演化特征,给出了冻胀力随约束增大的机理解释及最大冻胀力的数学描述。（3）以结晶动力学过程及冰-水相界面热力学理论为基础,综合考虑等效水压力对相变过程及冻土体渗透性的影响,以基于水活性的化学势梯度作为水分迁移驱动力建立了描述冰透镜体生长演化的理论模型,并提出了经验参数分凝势的数学描述。研究探讨了冻结缘内水活性对冰-水相变物理过程及水分流动特性的影响,描述与分析了冰透镜体的生长演变规律。（4）通过类比非饱和土体的有效应力原理,明确了冻土体有效应力的物理意义,在水、热、力耦合作用机制下以冰透镜体的分凝及生长为关键建立了离散冰透镜体冻胀模型。在此基础上,考虑冰透镜体生长机制对上覆荷载的强烈依赖性,在水、热及固结耦合作用下将约束冻胀力等效为力学约束、冻胀量、冻结时间等因素的非线性函数,综合考虑原位冻胀、分凝冻胀、骨架变形等要素,建立了约束环境中的冻胀力演化模型。以模型数值结果为基础探讨了冻结缘内冰水相变速率的主要控制因素,分析了水分相变结晶过程对负孔隙水压力的影响,并从冻结缘低温几何结构、冻吸力及渗透性对冰透镜体生长影响入手,揭示了力学约束作用下冻胀呈非线性衰减规律的内在物理机制。（5）对冰-颗粒介质之间的力学平衡状态进行分析,获取了冻结缘几何结构对冰透镜体生长机制的影响,揭示了冻结缘结构退化是直接导致冰透镜体生长速率降低的根源。创新了冻胀控制的试验方法与系统,提出了一种通过自动控制冻结深度以抑制冰透镜体生长的人工地层冻结技术思路。研究发现,减小控制的冻结深度或升高循环冷浴温度均能有效的抑制冻胀。该论文有图99幅,表15个,参考文献198篇。
二、青藏铁路冻土地球物理模型的建立（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、青藏铁路冻土地球物理模型的建立（论文提纲范文）
（1）InSAR技术多年冻土研究进展（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 In SAR技术原理及现状 |
| 2.1 合成孔径雷达干涉测量原理 |
| 2.2 SAR系统的发展现状 |
| 3 In SAR多年冻土中的应用 |
| 3.1 In SAR技术的发展 |
| 3.2 D-In SAR在多年冻土区研究进展 |
| 3.3 MT-In SAR在多年冻土区研究进展 |
| 4 多年冻土区冻融模型研究进展 |
| 4.1 地表形变反演模型 |
| (1）三次方形变模型 |
| （2）周期形变模型 |
| (3）分段Stefan冻土形变模型 |
| (4）顾及环境因子的冻土形变模型 |
| (5）基于冻土融化过程的形变模型 |
| (6）分段高程形变模型 |
| 4.2 活动层厚度反演模型 |
| (1) Liu模型 |
| (2) Zhao模型 |
| (3) Li模型 |
| 4.3 多年冻土区地表形变影响因素 |
| 5 In SAR技术在多年冻土区的发展与挑战 |
| 5.1 长时间序列监测 |
| 5.2 大尺度形变监测 |
| 5.3 地表形变监测仪发展 |
| 5.4 冻融模型发展 |
| 6 结语 |
（2）基于多源SAR数据青藏高原冻土冻融过程及时空分布研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 InSAR技术的研究现状 |
| 1.2.2 青藏高原冻土形变监测研究现状 |
| 1.2.3 青藏高原交通工程沿线形变监测研究现状 |
| 1.2.4 青藏高原冻土活动层厚度反演研究现状 |
| 1.2.5 青藏高原冻土分布研究现状 |
| 1.2.6 有待研究的问题 |
| 1.3 论文的研究内容与章节安排 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 章节安排 |
| 第2章 青藏高原形变和活动层厚度反演InSAR方法研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 青藏高原冻土冻融过程形变反演InSAR技术 |
| 2.2.1 永久散射体技术 |
| 2.2.2 分布式散射体技术 |
| 2.3 青藏高原冻土InSAR形变模型 |
| 2.4 基于InSAR技术的活动层厚度反演方法 |
| 2.4.1 基于季节性形变量活动层厚度反演方法 |
| 2.4.2 基于热传导定律的活动层厚度反演 |
| 2.4.3 基于MT-InSAR形变和多维土壤水分分布的活动层厚度反演 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 基于超算平台PFDS-CSInSAR技术青藏高原形变反演 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 PFDS-CSInSAR技术 |
| 3.2.1 Sentinel-1 数据预处理和干涉流程 |
| 3.2.2 CSI处理 |
| 3.2.3 DSI处理 |
| 3.2.4 DSI并行策略 |
| 3.2.5 时序InSAR流程 |
| 3.2.6 多轨InSAR形变结果拼接 |
| 3.3 青藏高原介绍 |
| 3.4 实验数据集 |
| 3.5 实验结果及分析 |
| 3.5.1 DSI处理结果 |
| 3.5.2 青藏高原形变速率结果图 |
| 3.5.3 青藏高原形变速率成因分析 |
| 3.5.4 并行DSI处理效率分析 |
| 3.6 实验结果对比与验证 |
| 3.6.1 PFDS-CSIn SAR与 CSIn SAR结果对比 |
| 3.6.2 部分区域验证 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 青藏铁路沿线冻土冻融过程形变监测及冻土分类 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于季节性形变模型自适应分布式散射体技术 |
| 4.2.1 青藏高原自适应分布式散射体技术 |
| 4.2.2 基于季节性形变模型的时序解算部分 |
| 4.3 基于季节性形变模型时序形变结果冻土分类方法 |
| 4.4 研究区和数据集介绍 |
| 4.5 实验结果与分析 |
| 4.5.1 青藏铁路沿线自适应分布式散射体技术结果与分析 |
| 4.5.2 Sentinel-1 数据青藏铁路沿线季节性形变结果 |
| 4.5.3 青藏铁路沿线季节性形变结果区域性分析 |
| 4.5.4 青藏铁路沿线冻土分类制图结果与分析 |
| 4.6 青藏铁路沿线结果对比与验证 |
| 4.6.1 青藏铁路沿线形变结果与NSBAS技术对比 |
| 4.6.2 青藏铁路沿线水准数据验证 |
| 4.6.3 青藏铁路沿线冻土分类结果野外采样点验证 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 多源SAR数据冻土冻融过程及活动层厚度时空分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 NSBAS 技术和活动层厚度反演模型 |
| 5.2.1 NSBAS技术 |
| 5.2.2 基于NSBAS技术季节性形变活动层厚度反演模型 |
| 5.3 研究区和实验数据介绍 |
| 5.3.1 研究区 |
| 5.3.2 数据源 |
| 5.4 实验结果与分析 |
| 5.4.1 多源SAR数据形变参数估计结果与时空分析 |
| 5.4.2 北麓河地区形变结果分析 |
| 5.4.3 北麓河地区活动层厚度结果与分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.1.1 主要研究结论 |
| 6.1.2 主要创新点 |
| 6.2 存在问题与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（3）多年冻土区路堤表面温度与热流变化特征研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 关键变量定义 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究意义 |
| 1.3 研究问题的复杂性 |
| 1.4 研究现状 |
| 1.4.1 多年冻土路堤下伏土层温度实测研究 |
| 1.4.2 路堤表面太阳辐射吸收研究现状 |
| 1.4.3 温度边界条件研究现状 |
| 1.4.4 热流边界条件研究现状 |
| 1.5 现有研究不足 |
| 1.6 迫切需要解决的科学问题 |
| 1.7 研究内容与目标研究 |
| 1.8 技术路线 |
| 1.9 论文创新点 |
| 第二章 路堤表面太阳辐射吸收理论模型 |
| 2.1 建立路堤反射率模型 |
| 2.1.1 均质平整表面的辐射吸收规律 |
| 2.1.2 直射辐射与散射辐射 |
| 2.1.3 路堤表面的太阳辐射强度 |
| 2.1.4 边坡与邻近地面的天空视角因子 |
| 2.1.5 邻近地面与边坡之间的多重反射 |
| 2.2 实验、模型与验证 |
| 2.2.1 路堤模型宏观反射率的测量 |
| 2.2.2 路堤反射率模型的参数赋值 |
| 2.2.3 路堤表面反射率模型的验证 |
| 2.3 路堤表面太阳辐射吸收规律与潜在应用 |
| 2.3.1 路堤邻近地面的太阳辐射吸收率 |
| 2.3.2 边坡的宏观吸收率 |
| 2.3.3 调控辐射消除阴阳坡效应 |
| 2.4 路堤上边界条件模型 |
| 2.4.1 路堤表面热流平衡 |
| 2.4.2 路堤表面热流分量 |
| 2.5 热流边界模型的地温模拟 |
| 2.5.1 模型参数赋值 |
| 2.5.2 模拟结果及分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 路堤表面热流分配过程及特征 |
| 3.1 路堤表面单日热流分配过程 |
| 3.1.1 夏至日路堤表面热流分配过程 |
| 3.1.2 冬至日路堤表面热流分配过程 |
| 3.2 热流分配滞后效应模型与求解 |
| 3.3 路堤表面单日热流分配滞后效应 |
| 3.3.1 夏至日路堤表面热流分配滞后效应 |
| 3.3.2 冬至日路堤表面热流分配滞后效应 |
| 3.3.3 关于路堤表面热流分配滞后效应的讨论 |
| 3.4 路堤表面年平均热流分配过程与滞后效应 |
| 3.4.1 路堤表面年平均热流分配变化特征 |
| 3.4.2 路堤表面年平均热流分配滞后效应 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 路堤表面温度变化特征与意义 |
| 4.1 路堤热储的影响参数 |
| 4.2 路堤表面温度单日变化过程 |
| 4.2.1 夏至日路堤表面温度变化过程 |
| 4.2.2 冬至日路堤表面温度变化过程 |
| 4.3 路堤表面单日温度变化滞后效应 |
| 4.3.1 夏至日路堤表面温度变化滞后效应 |
| 4.3.2 冬至日路堤表面温度变化滞后效应 |
| 4.4 路堤表面温度年变化与滞后效应 |
| 4.4.1 路堤表面温度年变化特征 |
| 4.4.2 路堤表面温度年变化滞后效应 |
| 4.5 调控反射率消除阴阳坡效应的策略与效果 |
| 4.5.1 主动提升南侧边坡反射率消除阴阳坡效应 |
| 4.5.2 被动提升南侧边坡反射率抑制阴阳坡效应 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录A |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表论文情况 |
（4）碎石桩群对冻土沼泽公路地基水热状况与变形影响研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 冻土地基处理研究现状 |
| 1.2.2 水热力耦合模型研究现状 |
| 1.2.3 冻土本构模型研究现状 |
| 1.3 研究目的及意义 |
| 1.4 研究内容 |
| 1.5 研究方法及技术路线 |
| 2 水热力耦合模型控制方程 |
| 2.1 流固耦合控制方程 |
| 2.1.1 小应变应力场控制方程 |
| 2.1.2 大应变应力场控制方程 |
| 2.1.3 水分场控制方程 |
| 2.2 温度场控制方程 |
| 2.3 控制方程耦合节点 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 水热力耦合模型参数及求解方法 |
| 3.1 应力场参数及求解方法 |
| 3.1.1 应力-温度耦合损伤本构模型推导 |
| 3.1.2 本构模型参数求解 |
| 3.1.3 本构模型试验验证 |
| 3.1.4 本构模型讨论分析 |
| 3.2 水分场、温度场参数及求解方法 |
| 3.2.1 水分场参数及求解方法 |
| 3.2.2 温度场参数及求解方法 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 水热力耦合模型室内试验验证 |
| 4.1 试验概况 |
| 4.1.1 参数确定试验 |
| 4.1.2 模型验证试验 |
| 4.2 模型验证 |
| 4.2.1 模型概述 |
| 4.2.2 模型参数 |
| 4.2.3 试验结果及模型验证 |
| 4.3 高温冻土融化固结过程水热力耦合分析 |
| 4.3.1 应力场与水分场相互作用 |
| 4.3.2 应力场与温度场相互作用 |
| 4.3.3 温度场与水分场相互作用 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 碎石桩群处理冻土地基模拟验证分析 |
| 5.1 工程及试验区概况 |
| 5.1.1 试验区概况 |
| 5.1.2 区域气候概况 |
| 5.1.3 工程地质及测孔布置 |
| 5.2 数值模拟模型概况 |
| 5.2.1 模型基本假设 |
| 5.2.2 几何模型及网格划分 |
| 5.2.3 边界条件 |
| 5.2.4 初始条件 |
| 5.2.5 物理场参数 |
| 5.3 模拟结果验证 |
| 5.3.1 应力场验证 |
| 5.3.2 温度场验证 |
| 5.4 模拟结果分析 |
| 5.4.1 应力场分析 |
| 5.4.2 温度场分析 |
| 5.5 碎石桩群作用分析 |
| 5.5.1 碎石桩群对应力场作用 |
| 5.5.2 碎石桩群对水分场作用 |
| 5.5.3 碎石桩群对温度场作用 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
| 东北林业大学硕士学位论文修改情况确认表 |
（5）1949—2019年中国自然地理学与生存环境应用研究进展（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 自然地理学实践与应用研究进展 |
| 2.1 综合自然区划服务国家国土空间开发利用 |
| 2.1.1 经典综合自然区划服务国家农业生产 |
| 2.1.2 生态地理区划服务国家生态建设与环境保护 |
| 2.1.3 综合区划服务国家社会经济可持续发展 |
| 2.1.4 未来风险区划服务全球变化应对 |
| 2.2 土地利用/土地覆被变化研究服务中国人地关系协调发展 |
| 2.2.1 土地资源的调查和研究为农业生产提供科学支撑 |
| 2.2.2 土地利用/土地覆被及其生态效应 |
| 2.3 自然灾害过程和风险评估研究服务国家减灾救灾需求 |
| 2.3.1 初步形成泥石流学科较为系统的知识体系，减灾技术在国内外减灾中产生良好成效 |
| 2.3.2 灾害风险研究逐步从单灾种向多灾种综合风险转变 |
| 2.3.3 综合气候变化灾害风险评价体系逐步形成 |
| 2.3.4 灾害风险评估支撑了国家防灾减灾管理 |
| 2.4 荒漠化过程研究与防治技术研发促进国家荒漠化治理科学化 |
| 2.4.1 石漠化过程与防治研究为西南喀斯特地区可持续发展提供科学支撑 |
| 2.4.2 沙漠化和土壤风蚀研究直接服务西北地区的沙漠化防治 |
| 2.4.3 水土保持研究为东部季风区农业和生态持续发展提供理论支撑 |
| 2.4.4 塔里木盆地水资源调控与生态屏障建设 |
| 2.5 地理综合研究推动黄淮海平原风沙盐碱地中低产田改造取得良好效果 |
| 2.5.1 盐碱地改良技术应用 |
| 2.5.2 风沙地改良技术应用 |
| 2.6 冻土工程研究为中国冻土工程与寒区大型建设提供科学支撑 |
| 2.6.1 青藏铁路冻土路基工程 |
| 2.6.2 青藏公路冻土路基工程 |
| 2.6.3 哈尔滨—大连季节冻土区高速铁路冻土路基工程 |
| 2.7 化学元素异常地理分布和机理研究服务国家地方病防治 |
| 2.7.1 发现低硒带，确定环境病因，为克山病和大骨节病防治提供有效途径 |
| 2.7.2 编制《中华人民共和国地方病与环境图集》，系统揭示中国地方病分布规律及其与地理环境的关系 |
| 2.7.3 编制《中华人民共和国鼠疫与环境图集》，系统揭示了鼠疫流行的时空流行规律，阐明了鼠疫疫源地的类型、分布及其长期赋存机制 |
| 2.7.4 建立了环境砷氟暴露与地方性砷氟中毒的剂量与效应关系，为地方性砷氟中毒防治和国家饮水安全工程实施提供了科技支撑 |
| 2.8 空间定位观测与监测保障自然地理过程的创新研究 |
| 2.8.1 自然地理定位观测站建设推动地理学过程的定量化研究 |
| 2.8.2 定位观测和监测系统科技成果有力支撑国家生态文明建设 |
| 2.9 空间分异的度量与统计归因地理探测器 |
| 3 展望 |
（6）复杂水热环境下共玉高速冻土沼泽区路基变形及其防治研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 前言 |
| 1.1 选题依据及研究意义 |
| 1.1.1 选题依据 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 冻土沼泽区复杂水热环境成因研究现状 |
| 1.2.2 冻土沼泽区路基冻融特性研究现状 |
| 1.2.3 冻土沼泽区路基结构研究现状 |
| 1.2.4 冻土沼泽区路基病害研究现状 |
| 1.2.5 冻土沼泽区路基病害防治措施研究现状 |
| 1.2.6 研究现状的不足与问题 |
| 1.3 研究内容、技术路线及主要创新点 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 1.3.3 主要创新点 |
| 第2章 共玉高速冻土沼泽区复杂水热环境成因 |
| 2.1 冻土沼泽区分布 |
| 2.2 冻土沼泽区工程地质分区 |
| 2.3 复杂水热环境影响因素 |
| 2.3.1 气候 |
| 2.3.2 太阳辐射 |
| 2.3.3 地形地貌 |
| 2.3.4 地层岩性 |
| 2.3.5 水文地质 |
| 2.4 复杂水热环境成因 |
| 2.4.1 复杂的水文地质环境 |
| 2.4.2 复杂的融区水热环境 |
| 2.4.3 复杂的工程建设环境 |
| 2.4.4 复杂水热环境成因综合分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 共玉高速冻土沼泽区路基变形特征 |
| 3.1 路基病害分布特征 |
| 3.1.1 原国道G214路基病害调查 |
| 3.1.2 共玉高速冻土沼泽区路基病害调查 |
| 3.1.3 共玉高速冻土沼泽区路基病害分布特征 |
| 3.2 路基变形影响因素 |
| 3.2.1 水热环境因素 |
| 3.2.2 工程建设因素 |
| 3.3 路基变形特征 |
| 3.3.1 路基变形过程 |
| 3.3.2 路基变形特征 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 共玉高速冻土沼泽区路基变形机理 |
| 4.1 路基冻融特性试验 |
| 4.1.1 路基填料冻融特性试验 |
| 4.1.2 地基土冻融特性试验 |
| 4.1.3 试验结果分析 |
| 4.2 路基变形监测 |
| 4.2.1 监测断面选择原则 |
| 4.2.2 监测断面概况 |
| 4.2.3 路基地温场及变形监测系统 |
| 4.2.4 路基断面地温监测结果 |
| 4.2.5 路基断面变形监测结果 |
| 4.2.6 路基变形监测结果特征分析 |
| 4.3 路基变形机理 |
| 4.3.1 水分迁移 |
| 4.3.2 温度场效应 |
| 4.3.3 冻融循环 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 共玉高速冻土沼泽区路基变形防治措施研究 |
| 5.1 路基变形防治原则 |
| 5.2 路基变形常用防治措施适用性分析 |
| 5.2.1 单一防治措施 |
| 5.2.2 复合防治措施 |
| 5.3 路基变形综合防治措施数值模拟研究 |
| 5.3.1 数值模拟软件介绍 |
| 5.3.2 数值模拟理论基础 |
| 5.3.3 数值计算模型 |
| 5.3.4 边界条件设定 |
| 5.3.5 模型计算参数 |
| 5.3.6 数值模拟结果分析 |
| 5.3.7 不同防治方案效果对比 |
| 5.4 共玉高速冻土沼泽区路基病害防治实例 |
| 5.4.1 醉马滩冻土沼泽区 |
| 5.4.2 长石头山冻土沼泽区 |
| 5.4.3 巴颜喀拉山冻土沼泽区 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得学术成果 |
（7）寒区冻结土石混合体-结构界面力学特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题的背景及意义 |
| 1.1.1 选题背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 本课题研究领域国内外的研究现状及发展趋势 |
| 1.2.1 冻土区土石混合体特性研究现状 |
| 1.2.2 寒区冻土-结构界面理论及试验研究现状 |
| 1.3 问题的提出 |
| 1.4 本文主要研究工作 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 2 正融过程界面剪切试验方案及方法 |
| 2.1 试验方案 |
| 2.2 试验材料 |
| 2.3 试验仪器与设备 |
| 2.3.1 冻土环境模型试验箱 |
| 2.3.2 正融恒温试验箱 |
| 2.3.3 改装大尺寸剪切盒 |
| 2.3.4 数据采集系统 |
| 2.3.5 核磁共振 |
| 2.4 试验设计 |
| 2.4.1 土石混合-结构组合体试样制作 |
| 2.4.2 正融温度标定 |
| 2.4.3 低温环境剪切 |
| 2.4.4 解冻过程中界面未冻水含量测试 |
| 2.4.5 试验过程 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 正融过程冻结土石混合体-结构界面直剪试验研究 |
| 3.1 冻结土石混合体-结构界面正融过程温度变化研究 |
| 3.2 含石率对正融过程中冻结土石混合体-结构界面抗剪强度影响分析 |
| 3.3 含水率对正融过程中冻结土石混合体-结构界面抗剪强度影响分析 |
| 3.4 正应力对正融过程冻结土石混合体-结构界面抗剪强度影响分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 正融过程中界面力学特性及机制分析 |
| 4.1 正融过程冻结土石混合体-结构界面未冻水与抗剪强度规律分析 |
| 4.1.1 正融过程界面温度-未冻水含量变化规律 |
| 4.1.2 正融过程界面未冻水-抗剪强度变化规律 |
| 4.2 正融过程冻结土石混合体-结构界面剪切破坏特征分析 |
| 4.2.1 剪切错动带区域划分 |
| 4.2.2 剪切破坏带破坏形态分析 |
| 4.3 正融过程冻结土石混合体-结构界面强度劣化机理分析 |
| 4.3.1 正融过程冻结土石混合体强度影响因素分析 |
| 4.3.2 正融过程冻结土石混合体强度判据准则 |
| 4.3.3 含石率对界面抗剪强度变化机理分析讨论 |
| 4.3.4 含水率对界面抗剪强度变化机理分析讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 主要结论 |
| 5.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（8）青藏铁路多年冻土区电力杆塔热桩基础冻拔效应数值分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景及研究意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 热棒降温技术 |
| 1.2.2 冻土区桩基冻拔的研究现状 |
| 1.3 研究内容及技术路线 |
| 2 冻土区温度场数值模拟基本理论 |
| 2.1 冻土的热物理特性参数 |
| 2.1.1 相变潜热 |
| 2.1.2 比热 |
| 2.1.3 导热系数 |
| 2.2 温度场计算模型及边界条件 |
| 2.2.1 附面层理论 |
| 2.2.2 温度场边界条件分类 |
| 2.3 热棒降温简化计算模型 |
| 2.3.1 热棒的工作原理 |
| 2.3.2 冻土非稳态温度场控制方程 |
| 2.3.3 热棒简化计算模型 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 冻土区应力变形场基本理论 |
| 3.1 冻土的力学性质 |
| 3.1.1 冻土的强度 |
| 3.1.2 土体的DP屈服准则 |
| 3.2 土体冻胀原理 |
| 3.3 桩土界面理论 |
| 3.3.1 桩土界面的冻结力及冻结强度 |
| 3.3.2 桩—土冻胀力 |
| 3.4 应力变形场理论 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 望不段电力杆塔热桩基础降温效果数值模拟 |
| 4.1 望不段电力杆塔热桩基础试验场地工程概况 |
| 4.2 计算模型及边界条件 |
| 4.3 热棒降温效果评价 |
| 4.3.1 模型计算的对比验证分析 |
| 4.3.2 热桩基础降温速率分析 |
| 4.3.3 热桩基础降温程度分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 望不段电力杆塔热桩基础冻拔作用应力场数值模拟 |
| 5.1 热力耦合概述 |
| 5.2 建立计算模型及边界条件 |
| 5.2.1 桩-土界面接触设置 |
| 5.2.2 土体力学参数及边界条件 |
| 5.3 热棒对桩冻拔的效应分析 |
| 5.3.1 模型计算的对比验证分析 |
| 5.3.2 桩土体系的冻拔分析 |
| 5.3.3 热棒桩基效果评价 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论和展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 问题及展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（9）多年冻土区板桩路桥过渡段结构力学特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 冻土的冻胀融沉研究现状 |
| 1.3.2 一般地区路桥过渡段研究现状 |
| 1.3.3 多年冻土区路桥过渡段研究现状 |
| 1.4 板桩路桥过渡段结构的提出 |
| 1.5 主要内容和技术路线 |
| 1.5.1 主要研究内容 |
| 1.5.2 技术路线图 |
| 2 路桥过渡段室内模拟实验 |
| 2.1 模型试验装置 |
| 2.2 模拟试验理论依据 |
| 2.3 模型制作过程 |
| 2.3.1 活动层的模拟 |
| 2.3.2 桥台及桩制作过程 |
| 2.3.3 过渡段模型与路基模型制作过程 |
| 2.4 试验加载 |
| 2.4.1 加载依据 |
| 2.4.2 模拟试验加载 |
| 3 模型温度场及位移场影响规律分析 |
| 3.1 温度场影响规律分析 |
| 3.1.1 模型一温度场规律分析 |
| 3.1.2 模型二温度场规律分析 |
| 3.1.3 两模型温度场规律对比分析 |
| 3.2 过渡段与桥台位移场规律分析 |
| 3.3 板桩路桥过渡段治理病害能力评估 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 数值模拟分析 |
| 4.1 数值模型的建立 |
| 4.2 模型参数的确定 |
| 4.3 理论基础及控制方程 |
| 4.3.1 冻土非稳态温度场控制方程 |
| 4.3.2 冻土变形场控制方程 |
| 4.4 边界条件及初始值的确定 |
| 4.5 模型试验的对比验证分析 |
| 4.5.1 温度场对比验证 |
| 4.5.2 变形场对比验证 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 板桩路桥过渡段结构长期效果分析 |
| 5.1 路桥过渡段温度场分析 |
| 5.2 路桥过渡段变形场分析 |
| 5.3 板桩路桥过渡段长期效果评价 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 问题与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
（10）冰透镜体生长机制及水热力耦合冻胀特性研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 拟解决科学问题 |
| 1.4 研究内容与技术路线 |
| 2 不同粒径土体冻胀敏感性 |
| 2.1 粘土矿物电镜扫描及微观结构分析 |
| 2.2 粘土矿物分子结构分析 |
| 2.3 土体冻结特性与颗粒几何特性关系 |
| 2.4 冰透镜体生长机制与粒径的关系 |
| 2.5 土体冻胀敏感性的数值分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 力学约束影响下土体水热力耦合行为研究 |
| 3.1 冻土冻胀试验系统的构成及功能 |
| 3.2 冻结土体水热力耦合行为的分析 |
| 3.3 冻胀力差异机理分析 |
| 3.4 冻胀力的跌落行为分析 |
| 3.5 本章总结 |
| 4 基于水活性的冰透镜体生长演化模型 |
| 4.1 单透镜体生长的分凝势模型 |
| 4.2 晶体相变及相界面水膜热力学理论 |
| 4.3 土体冻结特性曲线的确定 |
| 4.4 水活性诱导冰透镜体生长演化过程 |
| 4.5 冰透镜体生长的数值模拟结果与讨论 |
| 4.6 本章总结 |
| 5 基于分离冰理论的水热力耦合冻胀模型 |
| 5.1 冻土体的有效应力 |
| 5.2 水热力三场耦合的分离冰冻胀模型 |
| 5.3 冻胀及冰透镜体形态的数值模拟 |
| 5.4 基于分离冰冻胀理论的冻胀力模拟 |
| 5.5 力学约束结构对冻胀影响分析 |
| 5.6 本章总结 |
| 6 自动控制冻深的冰透镜体生长抑制方法 |
| 6.1 透镜体生长的决定因素及特征 |
| 6.2 冻结缘依赖的冰透镜体生长机制 |
| 6.3 自动控制冻深的冻胀试验( |
| 6.4 透镜体生长及冻胀抑制效果的试验分析 |
| 6.5 本章总结 |
| 7 主要结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录A |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
四、青藏铁路冻土地球物理模型的建立（论文参考文献）
- [1]InSAR技术多年冻土研究进展[J]. 贾诗超,张廷军,范成彦,刘琳,邵婉婉. 地球科学进展, 2021(07)
- [2]基于多源SAR数据青藏高原冻土冻融过程及时空分布研究[D]. 王京. 中国科学院大学(中国科学院空天信息创新研究院), 2021(01)
- [3]多年冻土区路堤表面温度与热流变化特征研究[D]. 杨燕. 广西大学, 2021(12)
- [4]碎石桩群对冻土沼泽公路地基水热状况与变形影响研究[D]. 杨韬. 东北林业大学, 2021(08)
- [5]1949—2019年中国自然地理学与生存环境应用研究进展[J]. 陈发虎,吴绍洪,崔鹏,蔡运龙,张镱锂,尹云鹤,刘国彬,欧阳竹,马巍,杨林生,吴铎,雷加强,张国友,邹学勇,陈晓清,谈明洪,王训明,包安明,程维新,党小虎,韦炳干,王国梁,王五一,张兴权,刘晓晨,李生宇. 地理学报, 2020(09)
- [6]复杂水热环境下共玉高速冻土沼泽区路基变形及其防治研究[D]. 张传峰. 成都理工大学, 2020(04)
- [7]寒区冻结土石混合体-结构界面力学特性研究[D]. 王鑫. 西安科技大学, 2020(01)
- [8]青藏铁路多年冻土区电力杆塔热桩基础冻拔效应数值分析[D]. 吕梦菲. 兰州交通大学, 2020(01)
- [9]多年冻土区板桩路桥过渡段结构力学特性研究[D]. 罗涛. 兰州交通大学, 2020(01)
- [10]冰透镜体生长机制及水热力耦合冻胀特性研究[D]. 季雨坤. 中国矿业大学, 2019