摘要：多年冻土与路基工程之间复杂的水热力相互作用表现出显著的尺度效应,空间尺度、时间尺度和结构性态等都会对其产生影响。对冻土路基尺度效应的深入认识是揭示大尺度冻土路基热融风险机理、融沉防控的重要理论基础。近几十年来,基于室内外试验和数值分析等方法,冻土路基尺度效应研究从现象到机理,最终形成了理论体系,取得充分发展。文章总结了冻土路基尺度效应理论体系、研究方法,梳理了近年来在上边界条件、空间效应、时间效应和结构效应等方面的研究进展,并在此基础上对今后的研究重点提出了一些构想。

摘要：硅酸钠改良磷石膏稳定料用于公路路面基层,其宏观表现为稳定料力学行为的变化,而其微观结构研究是揭示改良机理与确保路面工程性质稳定的重要方面。本文通过制备硅酸钠改良磷石膏试样,利用扫面电镜观察改良剂对试样微观结构的影响,并定量分析稳定料微观结构参数变化规律,揭示了硅酸钠改良磷石膏的固化机理,阐明了化学改良对强度影响最大的微观结构参数依次是颗粒分布分形维数,平均形状系数、面积概率分布指数、概率熵、面积周长法分形维数。

摘要：青藏高原气候暖湿化加剧了多年冻土退化速率,影响公路、铁路等基础设施稳定性。热棒技术具有主动单向降温特点,已广泛应用于我国青藏高原和东北部的多年冻土地区。现有研究多采用数值仿真或钻孔测温方式分析热棒技术的降温效果,随着地球物理探测技术的发展,探地雷达技术为冻土工程领域提供了一种连续且无损的新研究方法。本文以青藏公路沱沱河至唐古拉山垭口段为研究区,采用探地雷达技术研究热棒技术对路基的降温效果。在道路病害调查的基础上,选取双侧单排直插热棒路基、单侧单排斜插热棒路基和相邻未处治冻土路基三处典型路段,采用探地雷达技术探测分析路基结构损伤和下伏冻土分布情况,结合现场考察评价不同热棒布设方式对冻土路基降温效果的影响。结果表明降温效果:双侧单排直插热棒路基>单侧单排斜插热棒路基>未处治路基。双侧单排直插热棒路基下伏多年冻土层分布具有良好的连续性,与路侧天然地表相比冻土上限提升0.47 m,其上路基结构完整;单侧单排斜插热棒路基下伏多年冻土层连续性一般,冻土上限与路侧天然地表相比较为接近,其上路基结构存在结构疏松和裂隙区域;未处治路基下伏多年冻土层分布连续性较差,冻土退化明显,冻土上限较路侧天然地表退化0.80 m,其上路基结构存在大面积疏松和局部积水。同时,冻土退化会诱发道路工程病害,对比发现单侧单排斜插热棒路基和未处治路基冻土退化路段,路基结构疏松和裂隙发育,不均匀沉降和路面裂缝、坑槽等病害多发。探地雷达测试能够较好地呈现道路下伏多年冻土的分布情况和路基结构损伤特征,分析路面病害机理,为公路大中修方案提供科学依据。分析表明热棒技术可以有效减缓路基下伏多年冻土的退化速率,但不同的布设方式对热棒的降温效果有一定影响,常规的热棒布设方式无法满足高边坡路基的降温需求。因此,针对路基热状态和结构特征,科学合理地开展热棒路基设计、规范施工和有效运维,对提高路基下覆多年冻土上限,减少或减缓路基热融病害,提升公路服役性能和水平,具有重要的现实意义。

摘要：【目的】旨在探究应用植保无人机进行改变无人机飞行高度、飞行速度以及喷幅喷施燕麦田间除草作业的雾滴沉积分布特性及杂草防除效果。【方法】选用大疆T30植保无人机作为测试器械,采用作业高度、速度、喷幅设计三因素三水平正交试验测定了燕麦叶片的雾滴沉积规律。同时田间试验测定了喷施除草剂对燕麦混播田靶标杂草的防效。【结果】采用T30植保无人机喷施480 g/L灭草松AS,当作业参数喷幅为4 m/mL、作业高度为1.5 m、作业速度为5 m/s时燕麦叶片上的雾滴覆盖率为6.98%,雾滴沉积密度为107.80个/cm^(2),在设置的所有处理中最高,雾滴平均直径达1447μm。分析认为影响燕麦叶片雾滴覆盖率和沉积密度的主要因素依次为作业高度、作业速度、喷幅,而影响雾滴直径的因素依次为作业速度、喷幅和作业高度。喷幅4 m、飞行高度1.5 m、飞行速度5 m/s为T30植保无人机在喷施灭草松除草剂时的最佳飞行参数,施药后40 d时对燕麦田杂草的株防效为87.07%,鲜重防效为91.45%。与对照相比,增产幅度为437.47 kg/hm^(2),增产率为10.09%。【结论】揭示了植保无人机T30在燕麦田喷施480 g/L灭草松AS除草剂时的雾滴沉积分布规律及其在田间的除草效果,为植保无人机在农业领域的广泛应用提供数据支持和技术支撑。

摘要：【目的】为探究砂岩失稳破坏灾变前兆信息,【方法】采用MTS刚性压力机开展了砂岩单轴加载试验,利用声发射监测系统对加载全过程进行实时探测,并对加载过程中砂岩的弹性应变能、耗散应变能、损伤变量演变特征进行详细分析。此外,基于灰色-尖点突变理论构建了声发射能量参数的尖点突变模型,系统分析了岩样失稳破坏过程中分叉集的响应特征。【结果】结果显示:在耗散能的驱动下,岩体出现损伤破裂,储能能力降低,且岩体能量、强度以45°裂缝倾角为转折点,随裂缝倾角的增加出现先减少后增大的现象。在塑性变形阶段,分叉集出现明显的突变,突变点对应的前兆应力大多占峰值应力的比例达75%以上,对应的前兆时间占失稳时间的比例达75%以上。【结论】结果表明:在耗散应变能的驱动下,岩样进入塑性变形阶段,岩样系统的状态也由稳定向非稳定转变,并在灾变前分叉集判别指标F出现突变,揭示了分叉集判别指标F作为岩体失稳前兆指标具有较强的普适性和较好的时效性。

摘要：研究坡面产流与降雨之间的关系是揭示降雨-径流产生机制以及土壤水分时空变化的关键。受特殊的地理条件限制,在青藏高原的典型高寒草原缺乏坡面产流的相关实测数据,限制了学术界对该区坡面产流特征及机制的理解。本研究选取色林错流域的典型高寒草原坡面为对象,通过开展坡面降雨、土壤水分和产流过程观测,探讨高寒草原坡面产流特征,诠释坡面降水-下渗-储存-产流机制;并结合土壤含水量、下垫面性质以及降雨强度、降雨量等特征的观测,分析影响坡面径流的主要因素。结果表明:6—10月色林错流域坡面产流的模式主要为超渗产流;在小雨时,降雨量为7.6 mm,径流深为0.23 mm,水分入渗量为2.63 mm;在中雨时,降雨量为18.8 mm,径流深为0.68 mm,水分入渗量为14.65 mm;在大雨时,降雨量为32.4 mm,径流深为0.78 mm,水分入渗量为30.49 mm;在暴雨时,降雨量为55.4 mm,径流深为0.89 mm,水分入渗量为47.59 mm,小雨、中雨、大雨和暴雨水分入渗分别发生于土壤0~5 cm、0~80 cm、0~10 cm和0~80 cm;厘清了研究区产流形成的最小降雨量和径流系数,率定了径流系数的主要影响因子,在低含水量(5%左右)时,产流形成的最低降雨量为5 mm;而在高含水量(8%左右)时,产流形成的最低降雨量为1.8 mm,径流系数大约为0.016,最大10 min降雨强度和土壤初始含水量是影响径流系数的主要因子。

摘要：土冻结过程中的水分迁移积聚与冰分凝关系密切,但两者之间的耦合关系至今仍不清晰。借助孔隙水压力测试以及多层核磁测试技术,通过系列土冻结试验,研究了水分积聚与冰分凝之间的动态耦合关系。试验结果发现粉质黏土和本文试验用兰州黄土在冻结过程中均在冻结锋面附近存在明显的水分积聚现象,但水分积聚模式存在明显差异。本文试验用兰州黄土在封闭系统条件下发生冻结时,未观察到分凝冰生成,孔隙水压力以上升为主,在冻结初期冻结锋面附近观察到明显的液态水积聚现象;而在粉质黏土的冻结过程中,可观察到冰分凝产生,孔隙水压力以下降为主,在冻结锋面附近未观察到液态水积聚现象。分析上述现象认为,在土体冻结过程中冻结锋面附近的水分积聚存在两种模式:1)压排式积聚:由于无分凝冰形成(孔隙冰的形成),冻结区(近饱和或饱和的情况下)与未冻区的水分在水压力梯度的驱使下向冻结锋面处迁移;2)冷吸式积聚:由于分凝冰的形成,未冻区的水分在吸力的驱使下向冻结锋面处迁移。值得注意的是,这两种土体冻结过程中的水分积聚模式及其影响权重与分凝冰的形成与否有着密切关系:无冰分凝的情况下,只可能在冻结初期存在压排式水分积聚;而当存在冰分凝时,在冻结初期几乎没有压排式水分积聚,在冻结后期则以冷吸式水分积聚为主。不同成冰机制下的水分迁移及积聚模式可以进一步细化土体冻结过程中的水热动态过程,这一发现将对寒区道路工程的病害机制研究、防治措施设计以及厚层地下冰的形成机制有重大参考价值。

摘要：拟建的川藏铁路某特大桥是一座重要的控制性桥梁,其桥址区的地质安全风险评价具有重要的工程意义。该特大桥成都侧岸坡三面临空,海拔高差大,岩性复杂多变,岩体结构和完整性差,风化卸荷强烈,浅表部危岩体发育,调查表明成都岸八曲侧斜坡曾发生较大规模顺层岩质崩滑。采用遥感解译、剖面测量及稳定性计算等技术方法,调查成都侧岸坡地形地貌、地层岩性、结构面发育及变形破坏等特征,分析评价特大桥成都岸八曲侧顺层岩质斜坡稳定性。结果表明:天然和暴雨工况下,斜坡稳定系数大于1.1;强震(PGA>0.3 g)工况下,斜坡稳定系数小于1.0,可能出现局部或整体失稳破坏。建议在清除斜坡表部危岩体的基础上,进一步深入研究八曲侧顺层岩质斜坡未来可能出现的变形破坏范围和程度,提出针对性工程防治措施建议。

摘要：为实现对山水空间设计手法的继承和创新,本文从空间围合角度解释中国风水理论关于藏风聚气的观点,运用类型学的方法研究3个藏风聚气的原型,分析山水要素的结构关系,总结出以山川围合界定选址区域、以仿星学四象彰显人文内涵、以多重围合方式丰富空间结构层次为特点的山水人居互动模式。

摘要：我国西南高山峡谷地区,常发生高位岩质斜坡失稳,形成碎屑流,造成巨大人员伤亡与经济财产损失。目前存在着许多关于岩质滑坡的研究理论和物理模型,但这些理论与模型都忽略了岩体结构这一属性,然而对岩质滑坡而言,岩体的结构特征不仅控制着斜坡变形失稳模式,同样影响失稳后滑体碎屑化运动过程,甚至最终的危害范围。因此,文章使用离散元数值模拟方法,通过模拟不同结构面强度、结构面密度、结构面方向和岩块强度下岩质滑坡碎屑化运动过程,研究了不同源区岩体结构对岩质滑坡破碎特征、运动形式和运动距离的影响规律及影响机制。研究结果如下:(1)质心运动距离随结构面强度增大而增大,结构面抗拉强度提升10倍,质心运动距离增加3%;(2)结构面密度的增加使得块体破碎率随之增加,但运动距离和分布面积都呈下降趋势;(3)水平向结构面岩体的前缘运动距离和质心运动距离与其他方向结构面工况相比均降低10%左右,分布面积则缩减接近30%,破碎率最大;(4)随着岩块强度增加,破碎率降低,分布面积最终缩减40%,完整块体工况运动距离最终增大15%左右。结果有助于进一步理解岩质滑坡动力学过程,指导山区防灾减灾工作。