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Seasonal freezing-thawing process and hydrothermal characteristics of soil on the Loess Plateau, China

Journal of Mountain Science 2021年第11期18卷 3082-3098页

作者： chou ya-ling WANG Li-jie Key Laboratory of Disaster Prevention and Mitigation in Civil Engineering of Lanzhou University of Technology Lanzhou 730050China

In seasonally frozen soil regions,freezing-thawing action and hydrothermal effect have strong influence on physical and mechanical behavior of shallow soil.A field experiment on the Loess Plateau in Northwest China was carried out to analyze the freezing-thawing process and hydrothermal characteristics of shallow soil considering the climate *** results show that the maximum seasonal freezing depth under bare ground surface in this area is from 20 cm to 50 *** ground temperature shows a similar changing trend with air temperature,but it has lagged behind the air temperature,and the ground temperature amplitude exponentially decreases with the increase of soil *** seasonally frozen soil has experienced four typical stages:unfrozen period,alternate freezing period,freezing period and alternate thawing *** freezing-thawing process is characterized by unidirectional freezing and bidirectional *** water content of shallow soil is significantly affected by air temperature,evaporation and precipitation,and the soil water content shows a"low-high-low"changing trend with the increase of *** soil temperature and water content interact with each other,and are often *** variation trend of soil moisture with time is consistent with the change trend of the ground temperature with time in each soil layer,andthe degree of consistency is higher in the near surface soil than that in the lower ***,the spatial-temporal characteristics of soil moisture and temperature is that the volumetric water content and ground temperatureof near surface soil have strong variability,and the range valueKa and coefficient of variation Cvof soil water content and ground temperaturein different seasons show a decreasing trend with the increase of depth.

关键词： Seasonally frozen soil Freezing-thawing process Hydrothermal characteristics Loess Plateau

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The status evaluation of the permafrost environment along the Chaida'er-Muli Railway in southern Qilian Mountains in northern Qinghai Province,China

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Journal of Mountain Science 2016年第12期13卷 2124-2134页

作者： CAO Wei SHENG Yu chou ya-ling WU Ji-chun LI Jing WANG Sheng-ting State Key Laboratory of Frozen Soil Engineering Northwest Institute of Eco-Environment and ResourcesChinese Academy of Sciences Key Laboratory of Disaster Prevention and Mitigation in Civil Engineering of Gansu Province Lanzhou University of Technology

Engineering construction has major influence on the permafrost *** paper analyzes the interaction between engineering construction and permafrost environment along the Chaidaer-Muli Railway(simply,CMR) based on the press-state-response(PSR) *** permafrost environmental system is divided into three subsystems,consisting of permafrost thermal stability,proneness to the freeze-thawing erosion and permafrost ecological *** subsystem considers its most important influencing *** Progression Method(CPM) is applied to calculate the current environment condition along the *** result indicates that:(1) as far as the thermal stability is concerned,most sections along the CMR are mainly concentrated in rank Ⅲ(fair situation),and a few in Ⅱ(good situation) and Ⅳ(bad situation),respectively;(2) for the proneness tothe freeze-thawing erosion,the entire railway route falls largely in rank Ⅱ(good situation);(3) along the CMR,the ecological fragility of the permafrost environment is in rank Ⅱ(good situation),or slightly fragile;(4) overall,the permafrost environments along the CMR are in rank Ⅲ(fair situation) or Ⅱcondition(good situation).In general,the permafrost environment along the CMR is *** is mainly because a series of active measures of protecting permafrost were taken for stabilizing the CMR foundation *** the one hand,we should try our best to minimize the influences that engineering activities have exerted on ecology and environment,on the other hand,the positive measures have made improvements to prevent the permafrost environment from deterioration.

关键词： Permafrost environment Press-stateresponse framework Catastrophe theory Chaida'erMu Railway Environmental impact

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Comprehensive analysis and mitigation strategies for safety issues of sodium-ion batteries

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Rare Metals 2024年第4期43卷 1343-1349页

作者： Tao Wei Xiao-ling Xian Shi-Xue Dou Wei Chen Shu-Lei chou Institute for Carbon Neutralization College of Chemistry and Materials EngineeringWenzhou UniversityWenzhou325035China Wenzhou Key Laboratory of Sodium-Ion Batteries Wenzhou University Technology Innovation Institute for Carbon NeutralizationWenzhou325035China Zhejiang Key Laboratory of Carbon Materials College of Chemistry and Materials EngineeringWenzhou UniversityWenzhou325035China Institute for Superconducting and Electronic Materials Australian Institute for Innovative MaterialsUniversity of WollongongInnovation CampusWollongongNSW2522Australia

Sodium-ion batteries show great potential as an alternative energy storage system,but safety concerns remain a major hurdle to their mass *** paper analyzes the key factors and mechanisms leading to safety issues,including thermal runaway,sodium dendrite,internal short circuits,and gas *** promising solutions are proposed,such as high-safety electrode materials in the cathode and anode,high-safety electrolytes,and external battery management *** in also we emphasize the importance of selecting appropriate analysis methods and developing reliable failure models while suggesting advanced machine learning tools for *** a comprehensive approach,this study offers valuable recommendations to optimize materials and solutions for improving the safety of sodium-ion batteries.

关键词： Sodium-ion batteries Safety issues Thermal runaway Sodium dendrites

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多年冻土区道路边坡热状况差异对多年冻土融化形态的影响

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冰川冻土 2007年第6期29卷 977-985页

作者：丑亚玲盛煜马巍中国科学院寒区旱区环境与工程研究所冻土工程国家重点实验室甘肃兰州730000

用数值方法模拟了在气候持续以0．02℃·a^-1速度增温下，50a运营年限内不同走向路基的融化形态可能发生的变化趋势．计算了在砂砾路面和沥青路面下，不同高度（0～5．0m）及不同走向（东西、东北-西南、南北、对称）路基的融化形态．... 详细信息

用数值方法模拟了在气候持续以0．02℃·a^-1速度增温下，50a运营年限内不同走向路基的融化形态可能发生的变化趋势．计算了在砂砾路面和沥青路面下，不同高度（0～5．0m）及不同走向（东西、东北-西南、南北、对称）路基的融化形态．结果表明：非对称热边界路基与对称热边界路基的融化形态差异很大．在呈阴阳坡的路基中，砂砾路面和沥青路面下：1）最大融化深度位置与运营时间关系不大，与路基高度、线路走向及路面类型关系密切，且最大融化深度偏离路基中线的距离与路基高度呈线性关系；2）最大融化深度与运营时间、路基高度、路面类型关系比较密切．路基较低时，最大融化深度与路基走向关系不大．路基较高时，最大融化深度与线路走向关系密切，且随着路基高度的增加、气候变暖及增温速率的增大而加剧；3）同一路基高度和线路走向下，砂砾路面的最大融化深度偏离路基中线的距离大于沥青路面的，沥青路面的最大融化深度大于砂砾路面的．相对于砂砾路面，沥青路面在一定程度上部分的抵消了阴阳坡效应，但加剧了路基下最大融化深度．

关键词：多年冻土融化形态最大融深数值计算

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稻壳灰改良盐渍土力学特性及抗冻性的研究

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兰州理工大学学报 2023年第1期49卷 127-135页

作者：丑亚玲韩航天兰州理工大学土木工程学院甘肃兰州730050

在西北季节冻土区广泛分布着盐渍土,其在空间分布上连续性差,工程性质极其不稳定;且浅层盐渍土受冻融作用的反复影响,其力学性质长期处于动态的变化之中,给工程设计与建设带来了极大的挑战.鉴于此,通过压缩试验及无侧限抗压强度试验,研... 详细信息

在西北季节冻土区广泛分布着盐渍土,其在空间分布上连续性差,工程性质极其不稳定;且浅层盐渍土受冻融作用的反复影响,其力学性质长期处于动态的变化之中,给工程设计与建设带来了极大的挑战.鉴于此,通过压缩试验及无侧限抗压强度试验,研究稻壳灰对盐渍土的改良效果.结果表明,稻壳灰可以显著地改善盐渍土的压缩特性,并提高其无侧限抗压强度,且改良土的压缩系数与抗压强度之间呈现出负相关的线性关系.随着掺灰量和养护龄期的增加,改良土的压缩系数不断减小,无侧限抗压强度呈现出不断增加的趋势,最大可增加4倍左右.以抗压强度损失率为指标对改良土的抗冻性进行了评价,发现改良土的抗冻性随着掺灰量的增加呈现出先增强后减弱的趋势,且在15%的掺灰量时,其抗冻性效果最显著;相对而言,养护龄期对于改良土的抗冻性影响较小.

关键词：盐渍土稻壳灰压缩试验无侧限抗压强度试验抗冻性

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基于冻融作用的固化硫酸盐渍土-混凝土界面力学行为

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科学技术与工程 2022年第31期22卷 13914-13921页

作者：丑亚玲原冰月兰州理工大学甘肃省土木工程防灾减灾重点实验室兰州730050 兰州理工大学西部土木工程防灾减灾教育部工程研究中心兰州730050

冻融作用下固化盐渍土强度发生劣化并影响土体与结构的相互作用。鉴于此,开展了不同固化剂对硫酸盐渍土力学特性的影响研究并得知石灰+硅灰双掺改良效果显著;在此基础上,探索了石灰-硅灰双掺固化剂、含盐量、冻融次数等因素对非饱和固... 详细信息

冻融作用下固化盐渍土强度发生劣化并影响土体与结构的相互作用。鉴于此,开展了不同固化剂对硫酸盐渍土力学特性的影响研究并得知石灰+硅灰双掺改良效果显著;在此基础上,探索了石灰-硅灰双掺固化剂、含盐量、冻融次数等因素对非饱和固化硫酸盐渍土-混凝土接触面力学性能的影响。结果表明,石灰-硅灰固化硫酸盐渍土与混凝土界面内摩擦角随着冻融循环次数的增加先增大后减小再增大,黏聚力随着冻融次数的增加先增加后逐渐减小,接触面抗剪强度随着冻融次数的增加逐渐减小并趋于稳定;在相同的冻融次数下,接触面的内摩擦角及黏聚力均随着含盐量的增大先增大后减小,两者含盐量阈值分别为3%和2%。在本试验范围内,5%石灰+10%硅灰对含盐量为2%~3%的硫酸盐渍土改良效果较好;冻融前后,固化盐渍土-混凝土接触面剪应力-剪切位移曲线分为4个阶段:弹性变形阶段、强化阶段、软化阶段及流动阶段。

关键词：固化硫酸盐渍土接触面冻融循环力学特性

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考虑结构性的冻融作用对黄土湿陷系数的影响

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岩土力学 2018年第8期39卷 2715-2722,2731页

作者：丑亚玲郏书胜张庆海曹伟盛煜兰州理工大学甘肃省土木工程防灾减灾重点实验室甘肃兰州730050 兰州理工大学西部土木工程防灾减灾教育部工程研究中心甘肃兰州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

结构性是黄土的基本属性,黄土的湿陷特性与其结构性之间有着必然的联系。针对冻融作用对不同结构性黄土湿陷性的影响,以水泥作为模拟土颗粒间的联结材料制备了人工结构性土,开展了不同水泥含量的人工结构性土与相应的原状土、重塑土的... 详细信息

结构性是黄土的基本属性,黄土的湿陷特性与其结构性之间有着必然的联系。针对冻融作用对不同结构性黄土湿陷性的影响,以水泥作为模拟土颗粒间的联结材料制备了人工结构性土,开展了不同水泥含量的人工结构性土与相应的原状土、重塑土的湿陷试验,分析了结构性、冻融作用、初始含水率、湿重度及荷载大小对湿陷系数的影响规律。试验结果表明:冻融前后,人工结构性黄土的湿陷系数均比原状土、重塑土的湿陷系数小,且随着水泥含量的增加,湿陷系数有所减小;冻融之后,各土样的湿陷系数几乎均有所增加,但增加的程度和土样初始结构、含水率、干密度(压实系数)及竖向荷载关系密切,尤其当含水率接近最优含水率和土样为重塑土或水泥含量较低的人工结构性土时,冻融后湿陷系数增大幅度显著。在标准荷载200 k Pa下,冻融前后原状土、重塑土的湿陷系数与其湿重度之间基本呈较好的线性负相关关系,而人工结构性黄土湿陷系数与湿重度之间并不呈线性关系;竖向荷载为50 k Pa时,重塑黄土和5%水泥含量黄土的湿陷系数与冻融次数之间存在着较好的对数关系。以水泥作为土颗粒间联结材料,制备的人工结构性土是否能很好地代替原状土反映结构性黄土的湿陷特性,还需更进一步深入研究。

关键词：土力学冻融作用黄土结构性湿陷系数

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考虑非饱和土基质吸力的改进通用条分法

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兰州理工大学学报 2023年第3期49卷 121-126页

作者：丑亚玲刘强朱树顺兰州理工大学土木工程学院甘肃兰州730050 兰州理工大学西部土木工程防灾减灾教育部工程研究中心甘肃兰州730050

极限平衡条分法是目前在边坡稳定性分析中应用广泛的一种方法,而其中通用条分法(GLE法)理论最完善、条件最宽松.非饱和土的抗剪强度和土压力受基质吸力的影响变化很大,因此在应用GLE法时,基质吸力的作用不可忽视.基于此,对GLE法做了如... 详细信息

极限平衡条分法是目前在边坡稳定性分析中应用广泛的一种方法,而其中通用条分法(GLE法)理论最完善、条件最宽松.非饱和土的抗剪强度和土压力受基质吸力的影响变化很大,因此在应用GLE法时,基质吸力的作用不可忽视.基于此,对GLE法做了如下改进:①土体的抗剪强度采用扩展后的Mohr-Comlonb强度准则;②土条条间力函数采用类似于土体强度准则的一个常数关系.通过算例分析可知,改进后的GLE法所求得的安全系数大于改进之前的,说明GLE法低估了土坡的抗滑力,进一步说明基质吸力对边坡稳定性的显著影响.

关键词：通用条分法(GLE法) 基质吸力条间力函数安全系数

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露天煤矿矿坑回填对冻土恢复的影响分析

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水文地质工程地质 2014年第4期41卷 125-130页

作者：李金平盛煜曹伟丑亚玲中交第一公路勘察设计研究院有限公司陕西西安710065 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所冻土工程国家重点实验室甘肃兰州730000

为分析露天煤矿矿坑回填对冻土恢复的影响,采用数值模拟方法,对一定初始温度条件和不同边界条件下露天开挖回填后的冻土恢复进行预测分析。分析结果表明:填土温度对回填后冻土恢复有很大的影响,当填土温度由+2.0℃降低为-2.0℃时,冻土... 详细信息

为分析露天煤矿矿坑回填对冻土恢复的影响,采用数值模拟方法,对一定初始温度条件和不同边界条件下露天开挖回填后的冻土恢复进行预测分析。分析结果表明:填土温度对回填后冻土恢复有很大的影响,当填土温度由+2.0℃降低为-2.0℃时,冻土的恢复速率明显加快,厚度明显增大;当填土表面温度为正温时,坑底内的冻土恢复较难;当填土表面温度为负温时,坑底内的冻土恢复速率以及冻土厚度均比正温时更快更厚;随着天然地表温度的降低,冻土恢复速率与冻土厚度也逐渐加快增厚。因而,应尽量选择冷季,并对回填土体作降温处理后再进行回填,以保证冻土快速恢复并保持稳定,这样更有利于矿区的生态环境恢复。

关键词：露天煤矿矿坑回填冻土恢复木里煤田

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高温多年冻土区路基纵向裂缝发育的热-力耦合分析

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兰州理工大学学报 2014年第1期40卷 123-129页

作者：丑亚玲蒋先刚朱彦鹏兰州理工大学甘肃省土木工程防灾减灾重点实验室甘肃兰州730050 兰州理工大学西部土木工程防灾减灾教育部工程研究中心甘肃兰州730050

通过建立热-力耦合模型就阴阳坡热不对称这一因素来探讨高温不稳定冻土区纵向裂缝形成机理,得到和野外观测结果较为一致的结论:阴阳坡路肩不均匀沉降导致路基本体整体向阳坡一侧倾斜,加上阳坡土体受其下方融化盘的影响,其垂直沉降量大... 详细信息

通过建立热-力耦合模型就阴阳坡热不对称这一因素来探讨高温不稳定冻土区纵向裂缝形成机理,得到和野外观测结果较为一致的结论:阴阳坡路肩不均匀沉降导致路基本体整体向阳坡一侧倾斜,加上阳坡土体受其下方融化盘的影响,其垂直沉降量大于阴坡一侧土体;纵向裂缝的发育是路基水平位移和竖直位移综合作用的结果,因而纵向裂缝以倾斜的形式贯穿于整个路基.纵向裂缝的发育由多年冻土这种特殊的地基土材料的强度破坏而引起;阳坡路基下方的多年冻土融化为软弱地基土,在其上土压力的作用下使路基填土中出现拉应力.提出0位移线的概念,以路基基底出现最大拉应力(或最小压应力)时路基基底是否出现0位移线作为路基是否出现纵向裂缝的判断标准,以其出现的位置作为纵向裂缝发育的位置.

关键词：多年冻土路基阴阳坡纵向裂缝热-力耦合 0位移线

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