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锥柱式桩基础明挖基坑回填土回冻过程模型试验研究

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湖南大学学报（自然科学版） 2018年第7期45卷 125-134页

作者：史向阳张泽李东庆张中琼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 中国科学院大学北京100049

结合工程实际,通过室内模型试验方法,研究锥柱式桩基础明挖基坑回填土在模拟实际环境温度条件下的回冻过程.结果表明,在模拟平均温度为-2.71℃的环境温度条件下,正温极值时刻表层土体融化深度约6.1 cm,回填土冻结深度随着冻融次数的增... 详细信息

结合工程实际,通过室内模型试验方法,研究锥柱式桩基础明挖基坑回填土在模拟实际环境温度条件下的回冻过程.结果表明,在模拟平均温度为-2.71℃的环境温度条件下,正温极值时刻表层土体融化深度约6.1 cm,回填土冻结深度随着冻融次数的增加而增厚,经历13次冻融循环,冻结层厚度达20.0 cm;桩基沿着水平向和纵向对回填土回冻过程产生影响,但其影响范围有限;土体和桩基与空气界面温度存在差异,桩基和空气界面处温度接近低温试验箱内空气温度,土体和空气界面处与空气温度差别较大,正温极值状态,空气温度高于土表温度5.0℃,负温极值状态,空气温度低于土表温度6.7℃.试验结果有助于进一步认识此类桩基回填土实际回冻过程,为确定模型试验控温条件及数值模拟边界条件提供参考.

关键词：锥柱式桩基础模型试验回冻过程回填土

边界条件对多年冻土区高速公路整体式和分离式路基热稳定性的影响

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中南大学学报（自然科学版） 2020年第2期51卷 420-432页

作者：栗晓林马巍穆彦虎牛永红黄永庭柴明堂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 中国科学院大学北京100049

根据青藏高原不同年平均地温区域多年冻土的长期监测资料及附面层理论,分别建立整体式和分离式路基计算模型,分析气候变暖和工程活动作用下多年冻土的变化过程。考虑采用分离式路基来弱化宽幅整体式路基所引起的“聚热效应”,分析不同... 详细信息

根据青藏高原不同年平均地温区域多年冻土的长期监测资料及附面层理论,分别建立整体式和分离式路基计算模型,分析气候变暖和工程活动作用下多年冻土的变化过程。考虑采用分离式路基来弱化宽幅整体式路基所引起的“聚热效应”,分析不同年平均地温和隔离带宽度下分离式路基对多年冻土的影响。研究结果表明:与窄幅路基相比,宽幅路基具有强烈的吸热特性,导致下部多年冻土退化严重。在路基修筑后第50年,年平均地温为-0.5,-1.0,-1.5和-2.0℃区域的宽幅路基中心下部多年冻土上限比窄幅路基的分别低2.73,3.66,3.67和2.60 m,宽幅路基下部6 m深度多年冻土地温比窄幅路基的分别高0.61,0.87,0.82和0.48℃;两幅分离式路基之间存在相互热干扰作用,使得路基两侧土体温度场呈现明显的不对称性;随着年平均地温的降低和隔离带宽度的增加,路基两侧土体温度场的不对称性逐渐减弱,即两幅路基之间的相互热干扰作用减小。因此,拟建青藏高速公路可使用分离式路基来代替整体式路基进行修筑,且年平均地温和隔离带宽度是分离式路基修筑所要考虑的重要因素。

关键词：青藏高速公路整体式路基分离式路基年平均地温隔离带宽度多年冻土

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单向冻结条件下扩底桩抗冻拔能力试验研究

工程科学与技术 2021年第1期53卷 122-131页

作者：黄旭斌盛煜黄龙彭尔兴曹伟张玺彦何彬彬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 中国科学院大学北京100049

采用单向冻结的方法,针对季节冻土区扩底桩的抗冻拔能力,分别选取不同扩角(无扩角直桩、45°、60°、70°)和不同埋深(240、290、340 mm),以及不同扩底直径(74、98、114 mm)的扩底桩开展室内试验研究。根据试验及计算结果,3组试验的最... 详细信息

采用单向冻结的方法,针对季节冻土区扩底桩的抗冻拔能力,分别选取不同扩角(无扩角直桩、45°、60°、70°)和不同埋深(240、290、340 mm),以及不同扩底直径(74、98、114 mm)的扩底桩开展室内试验研究。根据试验及计算结果,3组试验的最终冻结深度分别为19.51、14.36、14.80 cm。不同扩角扩底桩的最终冻拔量基本相同,且仅为直桩的28.3%;扩底桩的最终冻拔量随着埋深的增大并非按照比例减小,但随扩底直径的增大基本按比例减小。桩的冻胀量变幅随冻结深度的增大呈先增大后减小的趋势,且与土体的冻结速率呈负相关关系。直桩的冻拔速率随冻结深度先增大后迅速减小,扩底桩的冻拔速率随冻结深度呈先增大后稳定减小的趋势。土体冻胀在桩的约束下呈漏斗形,扩底桩对桩侧土的约束冻胀明显强于直桩,间接说明了扩底桩的抗冻拔能力优于直桩。根据冻结过程中土的冻结速率和桩的冻拔量的变化规律,提出将桩的抗冻拔因子作为桩抗冻拔性能的评判标准,对不同影响因素下扩底桩的抗冻拔效果进行分析,结果表明:扩角对桩的抗冻拔能力影响较小,埋深和扩底直径的增大可提高桩的抗冻拔能力。综合比较,影响扩底桩抗冻拔性能最主要的因素是扩底直径,其次为桩的埋深,影响最小的是桩的扩角大小。试验结果及分析可为季节冻土区扩底桩的抗冻拔设计及理论计算提供参考。

关键词：季节冻土区扩底桩抗冻拔能力冻拔量冻拔速率约束冻胀抗冻拔因子

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青藏铁路含融化夹层路基热力响应监测分析

岩土力学 2019年第7期40卷 2815-2824页

作者：王宏磊孙志忠刘永智武贵龙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 中国科学院大学北京100049

基于青藏铁路沿线P32和P33监测断面连续10年的含融化夹层路基的地温和变形场地实测数据,分析了该两处监测断面左路肩下多年冻土人为上限、季节冻结最大深度、融化夹层厚度及多年冻土人为上限附近地温的年变化过程;同时分析了P32和P33监... 详细信息

基于青藏铁路沿线P32和P33监测断面连续10年的含融化夹层路基的地温和变形场地实测数据,分析了该两处监测断面左路肩下多年冻土人为上限、季节冻结最大深度、融化夹层厚度及多年冻土人为上限附近地温的年变化过程;同时分析了P32和P33监测断面左右路肩的总沉降年变化过程、P32监测断面左路肩地温场对变形的影响及P33监测断面左右路肩地温场差异对左右路肩差异沉降的影响。结果表明:P32和P33监测断面左路肩下多年冻土人为上限逐年下降、季节冻结最大深度基本不变、融化夹层厚度逐年增厚及多年冻土人为上限附近地温逐年升高;观测期内,P32和P33监测断面左右路肩变形均以沉降为主,且P32监测断面左右路肩的总沉降变形量均小于P33监测断面;其中P32监测断面左路肩暖季沉降变形明显,冷季发生轻微的冻胀变形,且发生沉降和冻胀的时间略滞后于路基下部温度场的变化;P33监测断面左右路肩地温场的差异导致左右路肩存在差异沉降,且其差异沉降值随时间逐年变大。

关键词：青藏铁路多年冻土融化夹层路基稳定性

“一带一路”区域冰冻圈变化及其对水资源的影响

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地球科学进展 2020年第1期35卷 1-17页

作者：康世昌郭万钦吴通华钟歆玥陈仁升许民陈金雷杨瑞敏中国科学院西北生态环境资源研究院冰冻圈科学国家重点实验室甘肃兰州730000 中国科学院青藏高原地球科学卓越创新中心北京100101 中国科学院大学北京100049 中国科学院西北生态环境资源研究院甘肃省遥感重点实验室甘肃兰州730000 中国科学院西北生态环境资源研究院内陆河流域生态水文重点实验室黑河上游生态—水文试验研究站甘肃兰州730000 兰州大学资源环境学院甘肃兰州730000

"一带一路"区域横跨亚洲、欧洲和非洲东部、北部,空间范围大。在全球气候变暖背景下,"一带一路"区域的冰冻圈正在发生快速变化,将对区域水资源、生态系统、北极航道等带来深刻影响。综述了近几十年来"一带一路"沿线和周边区域(包括亚洲... 详细信息

"一带一路"区域横跨亚洲、欧洲和非洲东部、北部,空间范围大。在全球气候变暖背景下,"一带一路"区域的冰冻圈正在发生快速变化,将对区域水资源、生态系统、北极航道等带来深刻影响。综述了近几十年来"一带一路"沿线和周边区域(包括亚洲、欧洲、北极和非洲等)冰冻圈要素(包括冰川、多年冻土、积雪、海冰、河冰和湖冰)的变化及其对水资源的影响,主要认知为:①绝大部分冰川面积萎缩、冰川物质平衡处于亏损状态,但存在区域差异;②多年冻土温度升高,冻土分布下限上升,活动层厚度增大,多年冻土整体处于退化状态;③积雪范围明显缩减、积雪深度总体呈增加趋势,积雪期缩短,即积雪首日延后、消融期提前,但变化存在显著区域差异;④北极夏季海冰范围快速减少、厚度减薄,多年冰减少,反映了海冰的快速萎缩,河/湖冰初冰日延后、消融日提前、冰封期缩短;⑤中国冰川融水径流显著增加,积雪融水和多年冻土退化也在不同程度上增加了流域径流,反映出冰冻圈变化对径流的重要影响。"一带一路"区域冰冻圈萎缩的现状及其对水资源的影响分析,将为应对气候变化和区域可持续发展提供重要科学支撑。

关键词：一带一路冰冻圈变化水资源

城市大气污染对到达地表的太阳辐射的影响研究

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太阳能学报 2022年第6期43卷 124-131页

作者：杨丽薇高晓清李振朝中国科学院西北生态环境资源研究院/中国科学院寒旱区陆面过程与气候变化重点实验室兰州730000 中国科学院西北生态环境资源研究院/中国科学院沙漠与沙漠化重点实验室兰州730000 中国科学院大学北京100049

在晴空(无云)的条件下,大气污染是影响到达地球表面太阳辐射的重要因素之一。选择中国6个典型城市(北京、沈阳、上海、武汉、广州和成都),利用2014年1月—2020年12月的空气质量日监测数据以及地面太阳辐射、日照时数等逐日观测数据,定... 详细信息

在晴空(无云)的条件下,大气污染是影响到达地球表面太阳辐射的重要因素之一。选择中国6个典型城市(北京、沈阳、上海、武汉、广州和成都),利用2014年1月—2020年12月的空气质量日监测数据以及地面太阳辐射、日照时数等逐日观测数据,定量分析晴空条件下大气污染指数(AQI)与地表太阳总辐射、散射辐射的关系。结果表明:1)大气污染会降低清晰度指数,增加散射系数,对于地表太阳总辐射有衰减作用,对于散射辐射有增强作用。2)2014—2020年,大气污染(AQI>100)使得晴天地表太阳总辐射的年衰减总量和相对衰减量(共7 a)较大的是北京(212.40 MJ/m^(2),4.01%)、沈阳(184.16 MJ/m^(2),3.00%)、上海(123.80 MJ/m^(2),4.37%)和武汉(106.36 MJ/m^(2),3.04%),而成都(58.03 MJ/m^(2),3.82%)和广州(18.76MJ/m^(2),0.96%)的衰减总量较小。3)大气污染(AQI>100)使得晴天散射辐射的年增加总量和相对衰减量分别是北京256.64 MJ/m^(2)(12.96%)、沈阳134.45 MJ/m^(2)(7.10%)、武汉22.62 MJ/m^(2)(1.36%)、成都43.40 MJ/m^(2)(9.71%)、上海94.74 MJ/m^(2)(8.25%)和广州37.79 MJ/m^(2)(5.90%)。

关键词：太阳辐射大气污染空气质量定量分析晴空条件

鄂尔多斯盆地三叠系延长组陆相烃源岩中角质体组分新认识及生烃贡献

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石油学报 2017年第5期38卷 525-532,606页

作者：张明震吉利明杜宝霞周世新陈永欣甘肃省油气资源研究重点实验室/中国科学院油气资源研究重点实验室中国科学院西北生态环境资源研究院甘肃兰州730000 兰州大学地质科学与矿产资源学院甘肃省西部矿产资源重点实验室甘肃兰州730000

陆相烃源岩有机显微组分中,已经证明来源于高等植物的角质体、孢粉体以及木栓体等组分具有较高的生烃能力。但以往研究均认为这些组分在干酪根组分中含量极低。针对鄂尔多斯盆地三叠系延长组烃源岩进行了详细干酪根显微组分研究,发现一... 详细信息

陆相烃源岩有机显微组分中,已经证明来源于高等植物的角质体、孢粉体以及木栓体等组分具有较高的生烃能力。但以往研究均认为这些组分在干酪根组分中含量极低。针对鄂尔多斯盆地三叠系延长组烃源岩进行了详细干酪根显微组分研究,发现一类国际上称为凝胶化木质碎片的组分,而国内被称为富氢镜质体,或荧光镜质体,在总组分中的含量较高。该组分在透射光显微镜下呈厚实的亮黄色光泽,蓝光激发下呈弱黄色荧光,并且部分体积较大的颗粒具有植物叶片气孔结构,指示其可能来源于角质层未脱离的植物叶片器官。同时还针对完整化石叶片进行热模拟实验,发现具有较高的产烃率,这表明该类有机体具有一定的生烃能力、与相对富氢的角质体是同一生物组织母源,因此应属于壳质组的范畴,而不属于以高等植物木质纤维为母源的镜质体,在这里称之为凝胶化角质体。包括植物叶片在内的高等植物组织的生物总量巨大,构成湖泊沉积有机质输入的主要来源,所产生的这类凝胶化角质体可能对湖相烃源岩具有重要生烃贡献。特别是继二叠系—三叠系大灭绝之后,三叠纪松柏类植物大爆发,这类植物叶片表面附着有厚实角质层,产生的大量凝胶化角质体可能对延长组石油的形成具有重要贡献。这一发现,从生物母质来源上奠定了高等植物对延长原油具有重要贡献的理论基础。

关键词：干酪根凝胶化角质体生烃潜力陆相烃源岩延长组

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中国西北山区融雪径流模拟研究回顾与展望

冰川冻土 2022年第3期44卷 1029-1040页

作者：李晶刘时银张世强陈仁升赵求东郭万钦上官冬辉王荣军钟歆玥尹振良李弘毅中国科学院西北生态环境资源研究院冰冻圈科学国家重点实验室甘肃兰州730000 中国科学院西北生态环境与资源研究院玉龙雪山冰冻圈与可持续发展国家科学野外观测研究站甘肃兰州730000 云南大学国际河流与生态安全研究院云南昆明650500 西北大学城市与环境学院陕西西安710127 中国科学院西北生态环境资源研究院黑河上游生态-水文试验研究站甘肃兰州730000 中国科学院西北生态环境资源研究院中国科学院内陆河流域生态水文重点实验室甘肃兰州730000 中国科学院西北生态环境资源研究院甘肃省遥感重点实验室甘肃兰州730000

融雪径流是西北地区宝贵的水资源。过去几十年,西北山区融雪径流模拟研究广泛开展,在积雪消融过程观测和模拟、驱动数据空间分布与融雪径流模型应用、分布式融雪径流模型改进和发展方面都开展了比较深入的研究,取得了较好的成果。插值... 详细信息

融雪径流是西北地区宝贵的水资源。过去几十年,西北山区融雪径流模拟研究广泛开展,在积雪消融过程观测和模拟、驱动数据空间分布与融雪径流模型应用、分布式融雪径流模型改进和发展方面都开展了比较深入的研究,取得了较好的成果。插值算法、遥感反演和数据同化技术的发展,为分布式融雪径流模型在西北山区的广泛应用提供了数据支撑。气候变暖和经济社会的发展将进一步加剧西北干旱区水资源供需矛盾,对融雪径流模拟的精度和时空分辨率提出了更高的要求。综合西北山区融雪径流模拟研究的已有进展和面临挑战,提出未来西北山区融雪径流模拟研究需要在积雪积累和消融过程的机理探究、积雪时空分布变化监测和高精度积雪分布数据获取、气候变化对流域融雪径流影响量化方面开展深入研究。

关键词：融雪径流空间分布水文模型气候变化消融模拟

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基于遥感和微博签到数据的住房空置空间识别

遥感技术与应用 2020年第4期35卷 820-831页

作者：贺蕾潘竟虎董磊磊西北师范大学地理与环境科学学院甘肃兰州730070 中国科学院西北生态环境资源研究院中国科学院黑河遥感试验研究站甘肃省遥感重点实验室甘肃兰州730000

房屋空置率是衡量房地产市场健康与否的重要指标。基于夜间灯光遥感数据和全国土地覆盖数据,对房屋空置率进行空间识别。利用微博签到数据,通过基于密度的聚类算法和热力分析对居民活动空间强度进行分析,从“鬼城”指数排名靠前的100个... 详细信息

房屋空置率是衡量房地产市场健康与否的重要指标。基于夜间灯光遥感数据和全国土地覆盖数据,对房屋空置率进行空间识别。利用微博签到数据,通过基于密度的聚类算法和热力分析对居民活动空间强度进行分析,从“鬼城”指数排名靠前的100个城市中随机选择30个样本城市,进行城市内部房屋空置空间识别。结果表明:2013年全国地级及以上城市基于像元的平均房屋空置率为27.3%。东部地区房屋空置率较低,中西部地区房屋空置现象明显;房屋空置在中小型城市更加突出。

关键词：房屋空置空间识别夜间灯光微博签到空间格局