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Evaluating the thermal environment of urban land surfaces in Yakutsk,a city located in a region of continuous permafrost

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Advances in Climate Change Research 2024年第1期15卷 113-123页

作者： Xiang-Long LI Ze ZHANG Jin-Xin LU Anatoli BROUCHKOV Qing-Kai YAN Qi-Hao YU Sheng-Rong ZHANG andrey melnikov School of Civil Engineering and Transportation Institute of Cold Regions Science and EngineeringPermafrost InstituteNortheast Forestry UniversityHarbin150040China China Railway Qinghai-Tibet Group Company Xining 810000China Department of Geocryology Faculty of GeologyLomonosov Moscow State UniversityMoscow 119234Russian Federation State Key Laboratory of Frozen Soil Engineering Northwest Institute of Eco Envi ronment and Re sourcesChinese Academy of SciencesLanzhou 730000China melnikov Permafrost Institute Siberian BranchRussian Academy of ScienceYakutsk 677010Russian Federation

Rapid urbanization has led to changes in the urban land surface thermal ***,there are still much unknown about the urban land surface thermal conditions in permafrost *** is a unique geological environment,changes in the urban land surface thermal environment may trigger geological disasters caused by permafrost *** study utilized remote sensing data and geographic de-tectors to identify the dynamic changes in land surface temperature(LST)and land use/land cover(LU/LC)in Yakutsk,as well as the potential factors contributing to LST *** 1992 and 2020,the built-up area in Yakutsk increased by 36%,and the annual average LST in Yakutsk has risen by 6.67℃,accompanied by an expansion of high-temperature *** ongoing greening efforts,rapid urbanization poses a threat to these green *** in the normalized difference built-up index(NDBI)and land use transfer(LDT)were identified as the primary drivers of urban LST *** integrating geographic detector technology and artificial neural network models,we optimized the selection of input factors in the prediction model and used it to explore the future changes in LST in *** average LST in Yakutsk is expected to reach 23.4℃ and 25.1℃ in 2030 and 2040,respectively,with a further increase in high-temperature *** study provides a reference for ecological,hydrological,and geological assessments of cities in permafrost regions.

关键词： Remote sensing Land surface temperature Land use/Land cover Permafrost Yakutsk

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Influence of frost weathering on the recession of surfaces of technogenic landforms in Yakutia

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Research in Cold and Arid Regions 2019年第4期11卷 257-266页

作者： andrey E.melnikov Nikolay N.Grib melnikov Permafrost Institute of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences Yakutsk 677010Russia Technical Institute(branch)of M.K.Ammosov North-eastern Federal University Neryungri 678960Russia

The article assesses the influence of permafrost weathering on the rate of destruction of technogenic land forms,as exhibit ed on as illustrated by the railway embankment of the Amur Yakut mainline in the Sakha Republic(Yakutia).Studies were carried out on a railway section more than 375 km *** subsidence rate of the embankment slopes and structur al excavations was determined using laboratory methods that simulate various mechanisms of temperature(with a transi tion through 0℃)impact on *** the first time,a quantitative assessment of the influence of cryogenic weathering on the stability of the railway in the region belonging to the northern building climatic zone is *** the territory un der consideration,embankment rocks were experimentally determined to undergo more than 100 freezing and thawing cy cles during a *** the existing climatic conditions,cryogenic weathering actively affects the embankment of the railway to a depth of 30 *** of the embankment deformations detected during field observations are due to defects in the integrity of this particular *** size of the disintegrating layer of particular types of rock comprising the rail way embankment has been established as reaching 10 cm per *** 5 years following the formation of embankments comprising the upper structure of the railroad tracks,the physical and mechanical properties of rocks,which initially had a tensile strength for uniaxial compression in the range of 40 70 MPa,were reduced by more than 50%.According to the authors,the establishment of regional cryohypergenesis features is universal in nature and can be applied to solving a wide range of tasks related to the assessment and prediction of the degree of cryogenic transformation of rocks having different structural properties.

关键词： cryogenic weathering embankment railway subsidence rate Republic of Sakha Yakutia

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基于冻融次数-物理时间比拟理论的冻土长期强度预测方法

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岩土力学 2021年第1期42卷 86-92页

作者：张泽马巍 ROMAN Lidia melnikov andrey 杨希李宏璧东北林业大学土木工程学院寒区科学与工程研究院哈尔滨黑龙江150040 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 东北林业大学东北多年冻土区环境、道路建设与养护协同创新中心哈尔滨黑龙江150040 罗蒙诺索夫莫斯科国立大学地质系冻土学教研室俄罗斯莫斯科俄罗斯科学院新西伯利亚分院梅尔尼科夫冻土研究所俄罗斯雅库茨克雅砻江水电开发有限公司四川成都610051

冻融作用可以改变土的结构,引起其力学特征的变化,从而影响到冻土工程的稳定性。由于冻融周期的设定不尽相同,因此大量的试验结果不能有效地进行对比分析。另外,对于冻融作用下土体力学特征的预测也成为研究的难点。在冻土遗传蠕变理论... 详细信息

冻融作用可以改变土的结构,引起其力学特征的变化,从而影响到冻土工程的稳定性。由于冻融周期的设定不尽相同,因此大量的试验结果不能有效地进行对比分析。另外,对于冻融作用下土体力学特征的预测也成为研究的难点。在冻土遗传蠕变理论的基础上,利用球型模板压入仪作为测试方法,提出了一种冻融次数-物理时间比拟的方法。把冻融周期(次数)转化成物理时间(min),将不同冻融周期土的长期强度曲线簇映射到同一坐标中,利用该归一化曲线进行长期抗剪强度的预测,并选取了两种土样进行了测试,分别得到了相关的长期抗剪强度的预测方程。该方法对冻融作用下土体力学行为的成果对比研究以及长期强度的预测有重要的理论意义,对寒区工程稳定性预测分析也具有工程实践价值。

关键词：冻融循环冻土力学长期抗剪强度时间比拟法球型模板压入仪

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冻融作用下青藏粉土颗粒尺寸与形态变化规律研究

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冰川冻土 2023年第5期45卷 1544-1554页

作者：翟金榜张泽张圣嵘 andrey melnikov 杨雪东北林业大学交通学院/寒区科学与工程研究院黑龙江哈尔滨150040 东北林业大学土木工程学院黑龙江哈尔滨150040 东北多年冻土区地质环境系统教育部野外科学观测研究站黑龙江哈尔滨150040 俄罗斯科学院新西伯利亚分院梅尔尼科夫冻土研究所俄罗斯联邦雅库茨克117997

冻融循环导致颗粒破碎和团聚的过程中,将会显著改变颗粒的尺寸和形态。为研究冻融循环对颗粒尺寸和形态的影响规律,试验选用青藏粉土为研究对象,分别进行0、1、5、10、50、100次封闭系统下的自由冻融循环试验。对冻融后的试样采用移液... 详细信息

冻融循环导致颗粒破碎和团聚的过程中,将会显著改变颗粒的尺寸和形态。为研究冻融循环对颗粒尺寸和形态的影响规律,试验选用青藏粉土为研究对象,分别进行0、1、5、10、50、100次封闭系统下的自由冻融循环试验。对冻融后的试样采用移液管法进行粒度成分测试后,采用PIP9.1型颗粒图像处理仪进行长径比、圆度等颗粒形态参数测试分析。试验结果表明:冻融作用导致颗粒的棱角边缘发生破碎,粒径小于0.001 mm的颗粒质量百分比增大。颗粒长径比主要分布在1~3之间,占比94%以上,且长径比的半对数柱状图符合正态分布。圆度分布在0.09~1之间,且100次冻融循环后颗粒的平均圆度增大。100次冻融循环后,颗粒的长径比及尺寸减小,圆度增大,颗粒形状趋近于圆形。整体发现经过冻融的过程中青藏粉土颗粒在发生团聚和分裂的过程中,伴随着强烈的磨圆作用。

关键词：冻融循环颗粒尺寸颗粒形态长径比圆度青藏粉土

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中国东北兴安岭地区年冻融频次的分布规律

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冰川冻土 2022年第2期44卷 415-426页

作者：魏豪张泽 andrey melnikov 金豆豆高思如冯文杰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 东北林业大学土木工程学院/寒区科学与工程研究院黑龙江哈尔滨150040 东北林业大学东北多年冻土区地质环境系统教育部野外科学观测研究站/东北多年冻土区环境、道路建设与养护协同创新中心黑龙江哈尔滨150040 俄罗斯科学院西伯利亚分院梅尔尼科夫冻土研究所俄罗斯联邦雅库茨克117997 中国科学院大学北京100049

冻融循环是影响寒区工程和环境变化的重要因素之一,而年冻融频次(冻融循环的年累计量)是可以直接标定冻融循环对寒区工程和环境造成影响大小的物理量,对寒区环境下年冻融频次的调查有重要意义。以中国东北兴安岭地区为研究对象,选取兴... 详细信息

冻融循环是影响寒区工程和环境变化的重要因素之一,而年冻融频次(冻融循环的年累计量)是可以直接标定冻融循环对寒区工程和环境造成影响大小的物理量,对寒区环境下年冻融频次的调查有重要意义。以中国东北兴安岭地区为研究对象,选取兴安岭地区18个气象站点1990—2017年地表温度数据进行整理,得出兴安岭地区各个站点的年冻融频次,并在空间分布和时间序列上分析了年冻融频次的变化情况。结果表明:年冻融频次在中国东北兴安岭地区随着纬度增加逐渐增多,随着经度的增加逐渐减少,随着海拔升高而逐渐增多,且均具有良好的线性趋势;年冻融频次在1990—2017年呈明显的减少趋势,在2004年前后发生突变。进一步分析发现,在影响年冻融频次空间分布的3个因素中,经纬度影响较大,海拔影响相对较小;在时间上年冻融频次变化与东北地区NDVI变化情况呈现良好的负相关性,表明年冻融频次在一定程度上与当地植被覆盖度有关,且随植被覆盖度的增加而减少。

关键词：年冻融频次兴安岭中国东北经度纬度海拔

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冻融作用下砂土颗粒形态变化规律研究

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冰川冻土 2020年第1期42卷 205-215页

作者：恽晴飞张泽明姣付翔宇周成林 andrey melnikov 兰州大学土木工程与力学学院甘肃兰州730000 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 东北林业大学土木工程学院/寒区工程与科学技术研究院黑龙江哈尔滨150040 东北林业大学东北多年冻土区地质环境系统教育部野外科学观测研究站黑龙江哈尔滨150040 俄罗斯科学院新西伯利亚分院梅尔尼科夫冻土研究所俄罗斯雅库茨克117997

土壤中的石英颗粒的表面形态不仅是该沉积物物源区沉积环境、搬运机制的信息载体,同时也会直接影响到砂土的宏观物理特性,对力学和实际工程有着重要的意义。借助显微与高精度图像处理技术,采用长径比,磨圆度两个量化指标,对经过不同次... 详细信息

土壤中的石英颗粒的表面形态不仅是该沉积物物源区沉积环境、搬运机制的信息载体,同时也会直接影响到砂土的宏观物理特性,对力学和实际工程有着重要的意义。借助显微与高精度图像处理技术,采用长径比,磨圆度两个量化指标,对经过不同次数冻融作用的两组砂土颗粒进行观察。结果表明:砂土颗粒在冻融循环过程中,由于颗粒之间的相互作用,磨圆度先增大后减小,最后趋于稳定;长径比先减小,后增加,最后趋于稳定。长径比与磨圆度的变化曲线共轭。

关键词：冻融循环砂土颗粒形态磨圆度长短径比

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球模仪测试冻土松弛模量的非线性Kelvin解答及其试验研究

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冰川冻土 2020年第2期42卷 550-561页

作者：黄灿杰张泽金会军冯文杰金豆豆 andrey melnikov 哈尔滨工业大学土木工程学院黑龙江哈尔滨150090 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 东北林业大学土木工程学院/寒区工程与科学技术研究院黑龙江哈尔滨150040 中国科学院大学北京100049 俄罗斯科学院西伯利亚分院梅尔尼科夫冻土研究所俄罗斯雅库茨克117997

冻土的松弛模量是进行蠕变力学分析的关键参数。但在理论方面,尚未基于球模仪试验建立较完善的松弛模量表征公式。基于半空间黏弹性理论和分数阶微积分理论,获得了松弛模量公式的非线性Kelvin模型解答并进行了材料参数影响分析。在给出... 详细信息

冻土的松弛模量是进行蠕变力学分析的关键参数。但在理论方面,尚未基于球模仪试验建立较完善的松弛模量表征公式。基于半空间黏弹性理论和分数阶微积分理论,获得了松弛模量公式的非线性Kelvin模型解答并进行了材料参数影响分析。在给出恒载条件下,可以用单轴蠕变试验的分析结果评估基于球形压痕试验的冻土松弛模量来预测准确性。随后分别以冻结细砂的球模仪试验曲线、冻结砂和冻结砂质黏土的单轴蠕变曲线为例,预测了各条试验曲线和冻土的松弛模量,并通过其他试验实测数据进行了检验。结果表明:该松弛模量表征公式的材料参数最少,随各材料参数变化具有较佳单调性;基于球形模板试验,非线性Kelvin解答能对冻结细砂的松弛模量和位移曲线做出合理可靠的预测。非线性Kelvin模型能很好地吻合单轴蠕变试验曲线,基于单轴蠕变试验的冻结砂松弛模量随时间变化规律和数值范围与球模仪试验分析结果较一致,冻结砂质黏土的松弛模量随应力和温度的变化规律再现了已有研究结论。

关键词：球模仪分数阶理论非线性Kelvin解答参数分析冻土松弛模量

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Dissociation behavior of “dry water” C_3H_8 hydrate below ice point:Effect of phase state of unreacted residual water on a mechanism of gas hydrates dissociation

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Journal of Energy Chemistry 2015年第3期24卷 309-314页

作者： andrey O Drachuk Vladimir P melnikov Nadezhda S Molokitina Anatoliy N Nesterov Lev S Podenko Aleksey M Reshetnikov andrey Yu Manakov Institute of Earth Cryosphere SB RAS625026Malygin str.86TyumenRussian Federation Tyumen State Oil and Gas University 625000Volodarsky str.38TyumenRussian Federation Nikolaev Institute of Inorganic Chemistry SB RAS630090Lavrentiev av.3NovosibirskRussian Federation

The results on a dissociation behavior of propane hydrates prepared from ＂dry water＂ and contained unreacted residual water in the form of ice inclusions or supercooled liquid water（water solution of gas） were presented for temperatures below 273 *** temperature ramping or pressure release method was used for the dissociation of propane hydrate *** was found that the mechanism of gas hydrate dissociation at temperatures below 273 K depended on the phase state of unreacted water in the hydrate *** hydrates dissociated into ice and gas if the ice inclusions were in the hydrate *** samples of propane hydrates with inclusions of unreacted supercooled water only（without ice inclusions） dissociated into supercooled water and gas below the pressure of the supercooled water-hydrate-gas metastable equilibrium.

关键词： gas hydrates dry water supercooled liquid water ice hydrate dissociation

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Multi-Parameter Analysis of Optimal Transitions from Chaotic to Stable Regions for Two Classes of Systems

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Advances in Pure Mathematics 2013年第1期3卷 214-218页

作者： Yury Talagaev andrey Tarakanov Balashov Institute of Saratov State University Balashov Russia Borisoglebsk State Pedagogical Institute Borisoglebsk Russia

The study of the parameter space of chaotic systems is complicated by its high dimensionality (multi-parametricability). Two approaches to the study of chaotic systems are presented: multi-parameter analysis and optimal suppression of chaotic dynamics. For non-autonomous chaotic systems, this is the way to compare the effectiveness of various correction parameters that provide optimal removal of irregular dynamics. For the class of autonomous chaotic systems, this is the way to investigate the optimal conditions of super-stable behavior for the chaotic system.

关键词： Chaotic Systems Multi-Parameter Analysis melnikov Method Super-Stability

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