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期刊信息/Journal information
冰川冻土
冰川冻土

程国栋

双月刊

1000-0240

edjgg@lzb.ac.cn；　shenyp@lzb.ac.cn

0931-4967248

730000

兰州市东岗西路320号 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所《冰川冻土》编辑部

冰川冻土/Journal Journal of Glaciology and GeocryologyCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是我国冰、雪、冻土和冰冻圈研究领域唯一的学报级期刊，支持在冰、雪、冻土和冰冻圈及全球变化基础研究和应用研究中具创造性，高水平和面向国民经济建设的新思想，新观点,新方法和新学说，为寒区国民经济建设服务。内容有：冰、雪、冻土的性质、过程及其控制；冰冻圈的资源与环境；冰冻圈与其他圈层的相互作用；寒区水文水资源； 寒区生态与建设；全球变化；寒区工程与减灾、防灾；寒区生物学；先进技术的应用。
正式出版
收录年代

    长期循环荷载下冻结粉质黏土的临界动应力与动回弹模量的试验研究

    张云志李琼林张东杰章浩东...
    1594-1602页
    查看更多>>摘要：冻土路基在长期循环荷载下的稳定性一直是研究人员关注的重点。对青藏铁路沿线冻结粉质黏土开展了一系列的循环三轴试验，重点研究了在长期动力荷载作用下与冻土承载性能密切相关的两个指标:临界动应力与动回弹模量。首先提出了一种基于变形控制的临界动应力确定方法，进而研究了围压水平对冻结粉质黏土临界动应力和动回弹模量的影响。结果表明:提高冻土的围压水平可以显著强化其长期动力强度;随着围压的增大，冻土的动回弹模量呈现出上升的趋势。冻土的动回弹模量随振动次数的增加呈现出先减小后增大再趋于平稳的发展规律，而在本文试验加载范围内，动应力幅值对动回弹模量的影响并不显著。

    长期循环荷载冻结粉质黏土临界动应力动回弹模量

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    主应力轴旋转条件下初始应力状态对冻结黏土动力特性的影响试验研究

    张斌龙刘强王大雁张吾渝...
    1603-1611页
    查看更多>>摘要：为了揭示主应力轴旋转条件下初始应力状态对冻结黏土动力特性的影响，利用冻土空心圆柱仪实现了纯主应力轴旋转的圆形应力路径，在圆形应力路径基础上开展了一系列室内空心扭剪试验，研究了初始应力状态对冻结黏土累积塑性应变、应力-应变滞回圈和动模量的影响。结果表明:纯主应力轴旋转条件下试样承受的初始应力越大时，冻结黏土空心圆柱试样的累积塑性应变发展速率越快，产生的最终累积塑性应变也相对较大。另外，发现纯主应力旋转条件下随着初始应力的增大，冻结黏土试样轴向应力-应变和剪切应力-应变滞回曲线倾斜度增大，冻结黏土试样的轴向回弹模量和剪切模量也增大，且不同循环应力比下轴向回弹模量和剪切模量与静偏应力比之间呈线性关系。研究结果有助于完善寒区工程和人工冻结工程设计理论。

    冻结黏土主应力轴旋转应力历史动力特性

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    细粒含量对冻结粉质黏土力学特性的影响

    杨尚礼崔宏环胡峻晖
    1612-1622页
    查看更多>>摘要：季节冻土力学性能对工程影响显著，季节冻土中细粒含量是其力学性质的重要参数。为研究细粒含量对季节冻土强度的影响，通过冻土三轴试验，研究了不同细粒含量(40%、45%、50%、60%、70%)、不同冻结温度(-5℃、-10℃、-15℃)、不同围压(50 kPa、80 kPa、120 kPa)下冻结粉质黏土的力学性质。结果表明:试样的三轴应力-应变曲线均为软化型。同一细粒含量下，随着冻结负温的降低，土样峰值强度逐渐增大，其中-10～-5℃增长比-15～-10℃更加剧烈。随细粒含量的增加，土体脆性指数分布呈现抛物线形，土样黏聚力呈现上升趋势，而土样内摩擦角减小。同时，采用测温法得出了各细粒含量下未冻水含量分布，建立了冻土黏聚力在不同负温下随细粒含量变化的计算模型，能较好地预估任意冻结负温及任意细粒含量下冻土黏聚力。

    冻土三轴细粒含量峰值强度脆性指数未冻水含量

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    浸水环境下石灰-聚丙烯纤维改良盐渍土的强度特性与水稳定性研究

    赵栋杨双双丑亚玲王莉杰...
    1623-1636页
    查看更多>>摘要：为了探究浸水环境下石灰-聚丙烯纤维改良盐渍土的强度特性与水稳定性，通过室内试验对不同浸水天数下改良土的抗压强度与体积膨胀率进行研究并采用响应曲面法对土体改良工艺进行优化。结果表明，在浸水环境下，石灰与纤维可以有效提升改良土的抗压强度与水稳定性，最优石灰掺量与最优纤维掺量分别为8%、0。4%。通过控制土体中的含盐量以及盐分中Na2SO4所占比例也可使改良土的抗压强度与水稳定性得到有效提升，最优含盐量以及Na2SO4的最优占比分别为1%、25%。随着浸水天数的增加，改良土的抗压强度呈现出先大幅度降低后缓慢增加的趋势，而体积膨胀率则呈现出逐渐增大后趋于平缓的趋势。经过响应曲面优化后得出改良土的最大抗压强度为602。542 kPa，与其相对应的最佳试验变量组合为:石灰掺量7。41%、纤维掺量0。38%、含盐量1。27%、盐分中Na2SO4所占比例24。91%;最小体积膨胀率为0。288%，与其相对应的最佳试验变量组合为:石灰掺量6。53%、纤维掺量0。38%、含盐量1。21%、盐分中Na2SO4所占比例29。92%。研究成果可为盐渍土地区的工程建设提供理论依据与参数支持，并且达到对盐渍土资源化利用的目的。

    石灰聚丙烯纤维盐渍土强度特性水稳定性响应曲面法

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    峡谷风对寒区隧道抗冻设防长度的影响

    李雪婷申艳军马文王艳...
    1637-1651页
    查看更多>>摘要：峡谷风作为高山峡谷区、高原山区的特定产物，是影响高寒山区隧道抗冻设防长度的关键因素，开展峡谷风作用下的寒区隧道抗冻设防长度研究对寒区隧道病害提前预防和有效治理具有重要的研究价值与指导意义。本文采用现场实测、数值模拟、因子设计等综合研究方法，围绕峡谷倾角、峡谷风下风向与隧道洞轴线夹角、隧道洞口相对高度三种控制指标，开展寒区隧道抗冻设防长度变化规律研究以及相应机理分析。首先，依托国家重点隧道工程开展现场监测工作，以0℃作为隧道冻害发生的临界温度，得出隧道的实测抗冻设防长度为200～300 m;其次，基于高山峡谷区实际隧道工况的各项控制指标，建立峡谷风下寒区隧道抗冻设防长度的数值模型并开展数值模拟试验，得出数值模拟的结果为237。78 m，与隧道实测抗冻设防长度高度吻合;最后，通过对数值试验结果进行分析得出，峡谷风作用下寒区隧道抗冻设防长度受多因素耦合影响，其中峡谷倾角对隧道抗冻设防长度的影响最大，峡谷风下风向与隧道洞轴线夹角及隧道相对高度交互作用影响最小，继而深入探究峡谷风条件对隧道抗冻设防长度的影响机理。本研究对峡谷风条件下的寒区隧道抗冻设防长度计算具有重要参考价值。

    峡谷风寒区隧道抗冻设防长度数值模拟因子设计法

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    寒区低温环境下泡沫沥青冷再生混合料性能研究

    王宏李刚王崇涛
    1652-1665页
    查看更多>>摘要：我国西藏、青海等省区全年气候寒冷，平均气温低，昼夜温差和年温差大，冻融循环频繁，公路建设普遍面临着生态环境脆弱、建筑材料数量匮乏且质量较差等问题。针对上述寒区气候特点，采用5℃、10℃、22℃、40℃、60℃和110℃分别模拟低温、室温、中温和高温养生条件下泡沫沥青冷再生混合料现场养生条件，基于室内试验分析了寒区低温环境温度对泡沫沥青冷再生混合料力学性能、路用性能、耐久性能的劣化影响;进而基于数字图像处理技术和工业CT无损检测技术，探讨了养生温度对泡沫沥青冷再生混合料内部泡沫沥青分散性状及微细观空隙结构的影响规律。结果表明:随着养生温度升高，泡沫沥青冷再生混合料的单轴贯入强度、无侧限抗压强度、动态回弹模量等力学指标均呈指数函数关系增大;相较于标准养生条件，在低温条件下拌和、养生的泡沫沥青冷再生混合料，其高温稳定性、抗反射裂缝性能及抗疲劳性能下降明显，并且环境温度越低，泡沫沥青冷再生混合料的综合路用性能降低幅值越大。升高养生温度后，泡沫沥青在破坏试件界面的分散面积增大，微细观空隙直径减小，并且微细观空隙结构中体积小于0。05 mm3的空隙占比增大。养生温度对泡沫沥青冷再生混合料的作用机理主要在于提高养生温度对泡沫沥青分散性状的促增作用和微细观空隙结构的细化作用。建议在泡沫沥青冷再生路面施工期间加强施工和养生期间的温度控制，并且结合寒区施工季节温度调整室内配合比设计养生温度。本研究成果可为泡沫沥青冷再生技术在寒区的推广应用提供借鉴。

    路面工程泡沫沥青冷再生混合料寒区低温环境养生温度力学性能路用性能泡沫沥青分散性状微细观空隙结构

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    青海湖流域沼泽湿地地表能量平衡特征分析

    刘晓洋张乐乐陈克龙高黎明...
    1666-1677页
    查看更多>>摘要：地表能量平衡是地气相互作用研究的重要内容，对能量交换、物质循环、气候环境变化、生物多样性等方面均具有重要意义。青海湖流域是青藏高原生态安全的重要屏障，沼泽湿地是流域内主要的生态系统类型，但针对青海湖流域沼泽湿地能量平衡方面的研究较少。基于此，本研究利用2019年瓦颜山综合观测场获取的能量平衡观测数据，分析了青海湖流域高寒沼泽湿地地表能量平衡变化特征。结果表明:瓦颜山沼泽湿地地表辐射通量均具有显著的季节变化特征，向下和向上短波辐射通量表现为春季>夏季>秋季>冬季;净辐射、向上和向下长波辐射通量表现为夏季最大，春、秋季次之，冬季最小。能量平衡特征具体表现为净辐射主要被潜热通量和感热通量消耗，占比分别达全年有效能量的60。6%和35。3%，夏、秋季主要消耗潜热通量，冬、春季主要消耗感热通量。沼泽湿地相较于青藏高原其他下垫面，地表潜热通量在夏、秋季占比更大，可占有效能量的75%以上。瓦颜山沼泽湿地全年地表能量闭合率0。69，冻结期和非冻结期闭合率分别为0。51和0。74。

    辐射平衡能量平衡闭合率青海湖流域沼泽湿地

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    基于SHAW模型的黑河上游多年冻土与季节冻土水热过程模拟

    石志峰李新孙自永马瑞...
    1678-1691页
    查看更多>>摘要：全球气候变暖导致多年冻土快速升温，并逐渐退化为季节冻土，而多年冻土和季节冻土在土壤稳定性、水分传输及地气交换等方面存在显著差异。因此，探究多年冻土与季节冻土的冻融特征差异具有重要意义。本文基于水热耦合模型(SHAW)，以黑河上游祁连山区的大沙龙站(多年冻土)和阿柔站(季节冻土)为研究对象，对土壤温度、湿度和土壤冻融过程进行模拟分析。结果表明:SHAW模型在模拟两种类型冻土站点水热过程时均显示出了良好的精度，在多年冻土站点的总体表现更好。具体而言，多年冻土/季节冻土站点的土壤温度和土壤湿度的平均纳什效率系数(NSE)分别为0。95/0。91和0。74/0。37。同时，两个站点的水热过程差异显著，多年冻土站点模拟期平均冻结速率(6。75 cm·d-1)显著大于季节冻土站点(1。33 cm·d-1)，而平均融化速率(2。11 cm·d-1)略小于季节冻土站点(3。15 cm·d-1)。由于多年冻土站点的下伏多年冻土层起着"地下冷源"的作用，深层(80 cm以下)土壤温度的季节波动幅度小于季节冻土站点。本文结论可为研究黑河上游多年冻土与季节冻土的冻融差异提供参考。

    多年冻土季节冻土SHAW土壤温度土壤湿度冻融循环

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    新疆北部木斯岛冰川可培养细菌群落结构分布特征

    田茂贾谱超吴玉洁于雪...
    1692-1703页
    查看更多>>摘要：冰川作为地球主要的冰冻圈要素之一，蕴藏着丰富的微生物资源。本文通过培养和16S rRNA基因序列鉴定，研究了新疆北部木斯岛冰川的表层雪、表层冰、深层冰、表层融水和前沿土壤生境中的可培养细菌群落结构。结果表明，从木斯岛冰川中培养的细菌属于拟杆菌门(Bacteroidetes)、变形菌门(Proteobacteria)、奇异球菌-栖热菌门(Deinococcus-Thermus)和放线菌门(Actinobacteria)，优势门为变形菌门和放线菌门，占所有分离菌株数量的78%。优势属为黄杆菌属(Flavobacterium)、假单胞菌属(Pseudomonas)和冷杆菌属(Cryobacterium)，有15株细菌为潜在新种。在10℃和25℃下培养的菌落数分别为6。0×101～5。3×103 CFU·mL-1(CFU·g-1)和3。1×101～5。1×103 CFU·mL-1(CFU·g-1)。木斯岛冰川不同生境物种多样性差异较大，前沿土壤生境物种多样性最高，表层融水生境物种多样性最低。可培养细菌具有生境特异性，表层雪、表层冰、深层冰和前沿土壤生境分别有2、2、1和19个特有的属，假单胞菌属是五种生境的共有属，许多源自雪的细菌类群可以在不同生境中保存下来。在10℃和25℃下共培养出16个共有属，分别有9个和7个特有属。木斯岛冰川蕴含丰富的菌株多样性，可为开发冰川微生物资源提供数据支持和菌株资源。

    木斯岛冰川可培养细菌群落结构

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    国家冰川冻土沙漠科学数据中心建设实践与展望

    康建芳张耀南敏玉芳李红星...
    1704-1714页
    查看更多>>摘要：科学数据已成为战略性资源，科学数据中心作为科学数据长期保存和开放共享的重要载体，支撑着科技创新发展。基于30多年的科学数据建设积累，国家冰川冻土沙漠科学数据中心聚合了60%以上国内冰川冻土沙漠研究领域的科学数据。为了推动本领域科学数据资源的开放共享，国家冰川冻土沙漠科学数据中心研究了寒区旱区科学数据的资源体系建设，数据共享的机制和方法。本文通过回顾国家冰川冻土沙漠科学数据中心的发展历程、建设思路，从标准规范体系建设、数据资源管理、系统平台建设、共享服务成效与进展等方面，总结了国家冰川冻土沙漠科学数据中心在寒区旱区科学数据共享领域的研究实践。最后，针对国家科学数据中心的可持续发展给出未来展望。

    科学数据国家冰川冻土沙漠科学数据中心建设思路数据管理数据共享

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