降雨增加对多年冻土区铁路路基水热影响研究

作     者：张明礼 温智 董建华 王得楷 侯彦东 高樯 孙国栋 郭宗云 ZHANG Mingli;WEN Zhi;DONG Jianhua;WANG Dekai;HOU Yandong;GAO Qiang;SUN Guodong;GUO Zongyun

作者机构：兰州理工大学土木工程学院甘肃兰州730050 中国科学院西北生态环境资源研究院冻土工程国家重点实验室甘肃兰州730000 甘肃省科学院地质自然灾害防治研究所甘肃兰州730000 

出 版 物：《岩石力学与工程学报》 (Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering)

年 卷 期：2017年第36卷第10期

页      面：2580-2590页

核心收录：

学科分类：081401[工学-岩土工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(41471061 51778275) 甘肃省科技计划青年科技基金项目(17JR5RA115)~~ 

主　　题：土力学 铁路路基 数值模拟 水热变化 青藏高原 地表能量平衡 

摘      要：近50 a青藏高原湿化趋势显著,降雨变化导致地表能量平衡过程、活动层水分状况和水热输运过程改变。以青藏高原北麓河铁路路基试验段水分监测为基础,基于土壤–地表–大气能量平衡的冻土水–汽–热耦合模型研究在未来降雨变化情景下,降雨对冻土路基水热的影响机制与过程。结果表明:近6 a路基水分监测显示,虽然青藏高原年降雨量变化较大,夏季降雨引起土体表层水分短期显著波动,但长期路基含水量并未明显累积,路基蒸发、液态水与水汽运移显著;在未来湿化背景下,年降雨量增大导致地表潜热增大地表土壤热通量减小,降雨增大导致的热传导通量减小量比液态水对流热通量增大更大,人为冻土上限抬升;降雨增加缓解了路基工程对下伏多年冻土的热扰动,但降雨增加导致活动层水分累积,增大路基冻胀和融沉灾害风险。