青藏高原气候转暖与冻土工程的关系

工程作用和气候转暖影响加剧了工程下部多年冻土的退化,导致冻土工程稳定性发生显著变化。本文从气候转暖和工程活动下多年冻土变化和冻融灾害的视角探讨了气候转暖与工程稳定性的关系,给出了青藏高原气候转暖下活动层厚度、冻土温度等变化和青藏公路和青藏铁路工程下部多年冻土上限、冻土温度和路基变形等特征。同时,系统梳理了青藏高原冻土工程防治冻土融化的工程技术措施,讨论了未来气候变暖下青藏高原多年冻土的变化特征及其对冻土工程服役性的影响。青藏高原多年冻土在过去数十年来发生了不同程度的退化,工程作用加速了工程下部多年冻土退化,严重影响工程稳定性。青藏铁路采取了冷却路基、降低多年冻土温度的技术措施,但冻土工程仅能适应气候变暖1 ℃的情况。未来气候变暖1.5 ℃,青藏铁路冻土工程的补强措施需尽早谋划。     

青藏公路多年冻土区预警系统研究

在全球气候转暖和人类活动影响下,使多年冻土地区公路工程地质产生了新的变化。为了研究这些变化对公路路基稳定性的影响,展开长期的预警观测研究,本文引入模糊数学理论,从影响多年冻土区公路路基病害的因素中选择冻土年平均地温、冻土类型（冻土含冰量）、人为上限的变化、路基排水状况、特殊措施调控效果等关键因子,建立其语言变量及模糊隶属度函数,并综合历年来病害调查研究成果,总结病害的形成机理和专家经验,形成37条由语言变量描述的路基病害影响因子与病害严重程度之间关系的逻辑规则。运用Matlab模糊逻辑工具箱建立青藏公路多年冻土区预警系统。     

我国季节性冻土区公路路基冻害及其防治研究进展

近年来,季节性冻土区公路路基冻害研究已取得了长足的进步,但是,因受气候、环境、冻融循环等不同因素的影响,季节性冻土区公路路基冻害问题依然突出.随着国家公路规划网的逐步实施,将有更多的公路工程向季节性冻土区推进,为了将已有的研究成果更好地应用于工程实践,需对其进行综合评述.基于前期的研究基础,总结我国季节性冻土区公路路基冻害的主要破坏形式及分布区域,讨论影响路基冻害的几个主要因素,分析和总结已有公路路基冻害防治措施的研究现状,提出季节性冻土区公路工程面临的问题和研究建议,为深化季节性冻土区公路路基冻害及其防治研究提供新思路.     

青藏铁路多年冻土工程地质特征及其评价

青藏高原多年冻土是地质历史时期高海拔寒冷气候条件下的产物,也是青藏铁路建设的三大难题之一;而多年冻土工程地质特征及其评价工作是作出合理、可靠的工程设计的基础。结合青藏铁路沿线多年冻土区的15个地形地貌分区,在青藏铁路多年冻土区选择了70个典型断面进行了地质勘查,采用地质钻探和室内试验相结合的方法,研究了各区的工程地质特征并对其工程地质类型进行了评价。研究表明:青藏铁路多年冻土区冻土类型多样,高含冰量冻土、厚层地下冰广泛分布,不同区段地温差异性较大,工程地质条件复杂多变,良好、一般、不良和极差的工程地质区段交错分布。     

中国-俄罗斯原油管道工程(漠河-大庆段)冻土工程地质考察与研究进展

在2005-2007年期间,先后3次对中国-俄罗斯原油管道漠河-大庆段沿线的冻土工程地质条件等进行科学考察,开展了冻土工程地质条件及其在气候变化和人类活动作用下的评价和预测研究.考察研究结果表明:管道沿线多年冻土在各类融区、季节冻土和水系等分隔作用下呈片状或岛状分布,沿线岛状、稀疏岛状及零星岛状占多年冻土区段的40%左右;管道沿线多年冻土随着气候的转暖和人类活动的影响不断退化.地形地貌单元、植被分布、地表水分条件的变化等局部因素对多年冻土的分布和地下冰的赋存产生重要的影响,管道沿线大约分布有50 km左右的沼泽湿地,其表层为腐殖质土及泥炭层,泥炭层下面分布着含土冰层或地下冰,是管道沿线最差的冻土工程地质地段;由于中俄原油管道沿线水系发育多,冻胀丘、冰椎和冰幔等不良冻土现象广泛分布.科学考察的成果为管道沿线冻土工程地质条件评价和预测、管道的稳定性影响分析以及后期的长期检测系统设置等研究奠定坚实的基础,进一步为即将开工的中俄原油管道漠河-大庆段工程的设计、施工提供科学依据.     

我国冻土路基工程研究的过去、现在和未来

回顾了中国冻土路基研究发展历程中的重要成果和历史脉络,重点介绍了青藏高原路基工程方面所取得的重要成果.随着国家西部大开发战略的实施和青藏铁路丁程的建设,我国在冻土路基基础理论、路基稳定性技术和理论模型和模拟等领域取得了重要进展.研究队伍迅速成长,特别是在冻土路基设计原则和理念的创新和进步世界瞩目,为将青藏铁路建设成世界一流的高原铁路奠定了坚实的理论基础.同时,青藏铁路的建设为如何修筑多年冻土路基提供了广阔的试验平台,不论从冻土路基设计理论、计算理论、路基稳定性技术等方面;还是新材料、新技术使用方面都可使冻土区路基修筑技术发展迈上一个新台阶.最后,基于冻土路基工程研究的实际和未来国家需求,提出了本学科未来的研究方向和需重点关注之处.     

编后记

综观本期论文,有以下几个方面值得注意:第一,针对青藏铁路的全线通车,本期有选择地发表了两篇关于青藏铁路冻土区工程安全及路基可靠性研究的论文;第二,本期论文关注了松散岩体的研究;第三,本期论文重点关注岩土工程方面的研究进展。2006年7月1日青藏铁路全线正式通车,结束了"世界屋脊"西藏不通火车的历史。在高原冻土区建设全长1142km的青藏铁路穿越冻土区达550km之多,也是世界上穿越冻土里程最长的铁路。同时,青藏铁路的建设,也给工程地质工作者带来了极大的挑战,越来越多的关于冻土区的工程地质课题摆在工程地质学家面前。为此,本期论文…     

青藏铁路多年冻土工程地质综合分类探讨

根据影响青藏高原多年冻土工程特性的地温分区和冻土类型, 提出了冻土工程地质综合分类方法. 结合青藏铁路多年冻土区工程设计和施工情况的实践, 对铁路建设中如何应对全球气温变暖下冻土区工程安全提出了工程措施.     

青藏公路多年冻土区冻土工程研究新进展

系统回顾了青藏高原多年冻土区公路工程冻土研究的过程和研究的内容 ,重点阐述了 90年代开展的冻土研究的研究成果 ,从冻土工程地质、路基下冻土温度场、冻土环境的影响、冻土工程分类、地理信息系统 5个侧面 ,来反映近年来在青藏公路研究中所取得的研究成果 ,这些成果为青藏铁路建设中重大冻土工程技术问题和工程设计提供了解决问题的科学依据     

宽幅沥青路面热效应对其下部土体热状态的影响

在多年冻土区,道路工程建设会引起下伏冻土吸热融化,进而威胁上部工程稳定性,这一冻土问题是多年冻土区工程建设面对的重要问题.对于青藏高速公路而言,由于铺设高吸热性的沥青路面和路基幅面增宽引起的尺度效应,路基吸热量较普通路基将大幅增加,使得其冻土问题更为突出.基于此,利用数值仿真手段,考虑全球气候变暖背景,对宽幅路基修建完成后20 a的热状况进行预测研究和比较分析,阐明了宽幅面沥青路面热效应对下部土体热状态的影响及其与路基边坡水平热效应的综合贡献,比较分析了全幅修建和分幅修建条件下下伏冻土热状态的异同. 研究成果将为多年冻土区高速公路的路基稳定性研究和建设模式等提供基础理论指导.     

青藏高原重大冻土工程的基础研究

青藏高原是我国乃至世界高海拔多年冻土区的典型代表。伴随着青藏铁路的建成通车,西藏自治区迎来了新一轮经济发展,迫切需要新建高速公路、输变电线路、输油气管道工程等。这些拟建工程与已建的青藏公路、青藏铁路、格拉输油管道、兰西拉光缆等工程均聚集于宽度不足10km范围内的青藏工程走廊。在这狭长的冻土工程走廊内,已修建或拟建的各种冻土构筑物相互影响,多因素耦合叠加,加速区域内的冻土退化,而冻土融化必将影响到工程的稳定性和生态环境退化。再加上全球气候变化的影响,其变化程度更加剧烈。面对国家需求,国家重点基础研究发展项目"青藏高原重大冻土工程的基础研究"于2012年4月正式启动。该项目旨在揭示气候变化与人类工程活动加剧背景下冻土变化及灾害时空演化规律,建立冻土工程稳定性和服役性能评价体系,提出冻土工程灾害防治理论与控制对策,为冻土构筑物群灾害应急预案和重大冻土工程建设提供科学决策依据。     

寒区冻土环境与工程环境间的相互作用

从冻土环境和工程环境相互作用着手 ,分析了青藏公路建设过程中的冻土环境破坏、环境保护状况及冻土环境保护对工程建设的重要性 ,同时对正在拟建的青藏铁路 ,阐述了人类经济活动对冻土环境和工程环境的影响 ,并初步提出寒区冻土、工程环境质量监测、管理和评价系统的设计框架.     

青藏铁路设计与建设——第六届国际冻土工程会议回顾

The 6^th International Symposium on Permafrost Engineering was successfully held in China in September 2004. About 150 scientists and engineers from 7 countries attended the symposium in Lanzhou on 5～7 September, and about 35 people from 6 countries participated in the field trip along the QinghaiTibet Highway/Railway on 8～13 September and the seminar in Lhasa on 14 September 2004. During the Symposium, the latest progress on permafrost engineering and the surveys, design and construction of the Qinghai-Tibet Railway were exchanged and inspected. Fifty-eight technical papers in English from the Symposium were published in the first volume of the Proceedings of the Symposium, as a supplement of the Journal of Glaciology and Geocryology, before the symposium. About 6 papers from the symposium are published in the second volume in the volume 27(1) of the Journal of the Glaciology and Geocryology, after the symposium. The Qinghai-Tibet Railway (QTR) under construction will traverse 632 km of permafrost, and the engineers are facing unprecedented engineering and environmental challenges. With the QTR under construction and to be completed in 2007, permafrost engineering has become the research focus of permafrost scientists and engineers in China. Many encouraging and promising achievements in permafrost engineering have been obtained during the past three years. However, there are still numerous engineering and environmental problems needing to be solved or resolved. In the discussions, some experts pointed out that methods, such as removal of snow cover on the embankments and toe areas, light-color embankments and side slope surfaces, awnings for shading the solar radiation, hairpin or tilted thermosyphons, could be applied to actively cool the roadbed of the QTR. Some new ideas on utilization of the natural cold reserves were proposed to protect the QTR permafrost roadbed from thawing. Many questions and answers on the survey, design, construction, operations, maintenance and environmental protection were exchanged in situ and in the Lhasa seminar with participation by some major railway designers, regulators and administrators.     

多年冻土地区公路筑路技术研究现状与新课题

分析了中国多年冻土地区公路修筑技术的研究现状, 介绍了青藏公路沿线多年冻土三期科研工作、青藏高原东部退化性多年冻土的研究成果和小兴安岭岛状多年冻土的研究方向. 在总结科研与实践工作的基础上, 提出了多年冻土地区公路修筑技术的相关研究课题和新思路.     

辐射井技术在青海西久公路地质灾害治理中的应用

西久公路是青海省南部的一条重要省道公路,是青海省果洛藏族自治州通往省会西宁的唯一通道。本文针对西久公路K359处军功镇山体滑坡原治理方案采用渗水隧道方式处理地下水遇到的施工风险大、进度缓慢等问题,从安全、进度、经济等各方面比选渗水隧道与辐射井两种不同方式控制滑坡体内地下水的效果,并通过实践检验了辐射井结合水平井技术治理地质灾害的效果。应用辐射井技术大大提高了施工效率,同时确保了滑坡体安全、节省了工程投资并减少了公路隐患,具有现实的工程指导意义,为公路边坡治理工程提供了相关依据。     

Exhumation History of the Xining Basin Since the Mesozoic and Its Tectonic Significance

The Xining Basin is located in the northeastern Qinghai–Tibetan Plateau, and its continuous Cenozoic strata record the entire uplift and outgrowth history of the Tibetan Plateau during the Cenozoic. The newly obtained apatite fission track data presented here shows that the Xining Basin and two marginal mountain ranges have experienced multiphase rapid cooling since the Jurassic, as follows. In the Middle–Late Jurassic, the rapid exhumation of the former Xining Basin resulted from collision between the Qiangtang Block and the Tarim Block. During the Early–Late Cretaceous, the former Xining Basin underwent a tectonic event due to marginal compression, causing the angular unconformity between the Upper and Lower Cretaceous. In the Late Cretaceous to the Early Cenozoic, collision between the Qiangtang Block and the Lhasa Block may have resulted in the rapid exhumation of the Xining Basin and the Lajishan to the south. In the Early Cenozoic(ca. 50–30 Ma), collision between the Indian and Eurasia plates affected the region that corresponds to the present northeastern Qinghai–Tibetan Plateau. During this period, the central Qilian Block rotated clockwise by approximately 24° to form a wedge-shaped basin(i.e., the Xining Basin) opening to the west. During ca. 17–8 Ma, the entire northeastern Qinghai–Tibetan Plateau underwent dramatic deformation, and the Lajishan uplifted rapidly owing to the northward compression of the Guide Basin from the south. A marked change in subsidence occurred in the Xining Basin during this period, when the basin was tectonically inverted.     

影响多年冻土上限变化的因素探讨

利用地温及活动层水热观测资料,分析青藏公路沿线近年来影响多年冻土上限的变化因素.研究结果显示,青藏公路沿线冻土上限总体呈现下降趋势,冻土上限的变化与近年来区域气候变化的趋势一致;近年来多年冻土上限下降0.1～0.5 m,所处的地理位置不同,冻土上限下降的幅度也不同.气温变化是影响冻土上限的一个重要的外部因素,上限变化的...     

试论藏中南低速低阻层与成矿作用

20世纪70年以来，“青藏高原热”的地学研究对地质构造、地球物理和地球化学等方面的资料和数据的了积累，建立了青藏高原大地构造体系和特提斯喜马拉雅的形成演化模式及地壳层圈结构模式；20世纪末至今，喷流型矿床的发现和国土资源大调查项目的全面实施，使得“青藏高原”再次成为新的热点研究区。笔者试图将前人的基础地学研究成果与矿床的最新研究成果融为一体，进一步探讨全国重点成矿片区“一江两河”（雅鲁藏布江，拉萨河，年楚河）成矿带的成矿动力学与矿床时空分布规律。笔者认为，该区地壳深部区域性布的低速低阻层（部分熔融状态的高温热源体）是导致“一江两河”地区不同时代、不同成因类型矿床形成的主导因素之一。     

藏南格仁错地区孜桂错断裂的第四纪活动及其构造意义

因印度板块与欧亚板块碰撞,第四纪时青藏高原的拉萨地体内部出现一系列南北向的正断层,拉萨地体的北边界出现一系列近东西向的走滑断层.孜桂错活动断裂就是这些走滑断层中具有典型意义的一条,其活动表现为右行走滑,断裂切过河流、冲积扇、废弃的湖岸等,断裂的水平位移从10 m到375 m不等.它转换连接朋曲-申扎正断层和喀喇昆仑-嘉黎剪切带;同时,孜桂错断裂本身也是喀喇昆仑-嘉黎剪切带的重要组成部分.它的活动反映拉萨地体内部的东西向伸展以及羌塘地体相对拉萨地体的向东运动.     

青藏高原层状地貌与高原隆升

夷平面、剥蚀面和河流阶地等层状地貌面是长周期地貌演化研究的主要对象,它们不仅记录了区域地貌的发育历史,而且可以用来反演区域构造活动、气候变化等内动力过程的演变。深入研究青藏高原上这些地貌面的特征、变形、成因和形成时代,是探讨青藏高原隆升年代、幅度和过程的重要途径。野外考察与室内制图表明青藏高原及其边缘山地普遍存在两级夷平面(山顶面、主夷平面)、一级剥蚀面和多级河流阶地。主夷平面形成于7.0～3.6MaB.P.,形成时其高度在1000m以下。大约3.6MaB.P.前主夷平面开始大规模解体,标志着青藏高原强烈抬升的开始。剥蚀面和河流阶地揭示,1.8MaB.P.,1.2MaB.P.,0.8MaB.P.和0.15MaB.P.是青藏高原强隆升事件发生时期