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变暖背景下砾石换填对多年冻土区机场跑道下地温场的影响
1
作者
王娇娇
张虎
+15 位作者
金晓颖
黄帅
王宏伟
王文辉
詹涛
周刚义
车富强
李艳
李新宇
何瑞霞
张泽
张圣嵘
李国玉
童长江
王逊
金会军
《气候变化研究进展》
CSCD
北大核心
2024年第3期291-303,共13页
受气候变暖影响,东北北部地区冻融灾害频发,对寒区工程设施造成了重要影响。地基温度场的研究是分析与解决工程基础冻融灾害的重要手段。文中我们以漠河机场跑道为对象,通过有限单元法研究了洁净砾石换填对机场道基温度场的影响,并对运...
受气候变暖影响,东北北部地区冻融灾害频发,对寒区工程设施造成了重要影响。地基温度场的研究是分析与解决工程基础冻融灾害的重要手段。文中我们以漠河机场跑道为对象,通过有限单元法研究了洁净砾石换填对机场道基温度场的影响,并对运行30年内道基温度场进行预测。结果表明,换填使季节最大冻结深度(MSF)增加,且换填对道基下MSF的水平影响范围在道面中心线两侧30 m左右。之后,通过比较不同换填深度(1.5(顶)~3.5(底)、1.5~4.5、1.5~5.5和1.5~6.5 m)的道基温度场变化,发现:换填底部深度达到4.5 m时,MSF变化的速率开始减小。最后,根据IPCC第六次评估报告(AR6)未来100年间不同气候变暖速率模型模拟研究了无换填与不同换填深度下的MSF可能变化。结果发现,到2100年,在SSP2-4.5情景下,未换填及不同换填深度的道基下MSF分别为1.63、1.86、1.84、1.84和1.84 m。因此,利用换填法来减少跑道冻融灾害时换填深度应至少达到4.5 m。同时,应加强漠河机场道基地表水与该跑道区地下水的防排水设施建设与维运。研究结果有助于进一步认识换填对多年冻土和活动层水热状态的影响,可为解决道基冻胀和融沉问题提供重要科学依据。
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关键词
多年冻土
机场跑道
地温
季节最大冻结深度(MSF)
数值模拟
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题名
变暖背景下砾石换填对多年冻土区机场跑道下地温场的影响
1
作者
王娇娇
张虎
金晓颖
黄帅
王宏伟
王文辉
詹涛
周刚义
车富强
李艳
李新宇
何瑞霞
张泽
张圣嵘
李国玉
童长江
王逊
金会军
机构
东北林业大学土木与交通
学院
冻土
研究
所/教育部东北冻土地质系统与
环境
观测
试验
研究站
黑龙江省自然
资源
调查院大兴安岭漠河冻土与寒区
环境
野外
科学
观测
研究站
(自然
资源
部)
中国科学院西北生态环境资源研究院甘肃遥感重点实验室和黑河遥感试验研究站
国家林业和草原局
重点
国有林区森林
资源
监测中心
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
哈尔滨工业大学土木工程
学院
出处
《气候变化研究进展》
CSCD
北大核心
2024年第3期291-303,共13页
基金
国家自然科学基金(42271130,U20A2082)
东北林业大学成栋领军人才启动项目(LJ2020-01)
+1 种基金
科技部基础资源调查专项“东北年冻土区工程冻害调查和制图”(2022FY100703)
黑龙江省自然资源调查院大兴安岭漠河冻土与寒区环境野外科学观测研究站(国土资源部)自主课题(漠河-霍拉河盆地冻土与寒区环境效应影响研究)。
文摘
受气候变暖影响,东北北部地区冻融灾害频发,对寒区工程设施造成了重要影响。地基温度场的研究是分析与解决工程基础冻融灾害的重要手段。文中我们以漠河机场跑道为对象,通过有限单元法研究了洁净砾石换填对机场道基温度场的影响,并对运行30年内道基温度场进行预测。结果表明,换填使季节最大冻结深度(MSF)增加,且换填对道基下MSF的水平影响范围在道面中心线两侧30 m左右。之后,通过比较不同换填深度(1.5(顶)~3.5(底)、1.5~4.5、1.5~5.5和1.5~6.5 m)的道基温度场变化,发现:换填底部深度达到4.5 m时,MSF变化的速率开始减小。最后,根据IPCC第六次评估报告(AR6)未来100年间不同气候变暖速率模型模拟研究了无换填与不同换填深度下的MSF可能变化。结果发现,到2100年,在SSP2-4.5情景下,未换填及不同换填深度的道基下MSF分别为1.63、1.86、1.84、1.84和1.84 m。因此,利用换填法来减少跑道冻融灾害时换填深度应至少达到4.5 m。同时,应加强漠河机场道基地表水与该跑道区地下水的防排水设施建设与维运。研究结果有助于进一步认识换填对多年冻土和活动层水热状态的影响,可为解决道基冻胀和融沉问题提供重要科学依据。
关键词
多年冻土
机场跑道
地温
季节最大冻结深度(MSF)
数值模拟
Keywords
Permafrost
Airport runway
Ground temperature
Maximum-depth of seasonal frost-penetration(MSF)
Numerical model simulation
分类号
P467 [天文地球—大气科学及气象学]
V351.11 [航空宇航科学与技术—人机与环境工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
变暖背景下砾石换填对多年冻土区机场跑道下地温场的影响
王娇娇
张虎
金晓颖
黄帅
王宏伟
王文辉
詹涛
周刚义
车富强
李艳
李新宇
何瑞霞
张泽
张圣嵘
李国玉
童长江
王逊
金会军
《气候变化研究进展》
CSCD
北大核心
2024
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