季节性冻土的冻结和融化
冻土工程地质勘察D土的季节融化与冻结深度
冻土工程地质勘察D土的季节融化与冻结深度附录D 土的季节融化与冻结深度D.0.1 土的季节融化深度应符合下列规定：1 标准融深Z m0，应以当地实测资料为准；无实测资料时，可按下列公式计算：2 融化指数的标准值∑T m(度·月)应以当地实测资料为准，对无实测资料的山区可按下列公式计算：式中：L——纬度(度)；H——海拔(100m)。
3 设计融深Z m d可按下式计算：式中：ψm s、ψm w、ψm c、ψm t0——各融深影响系数，可按表D.0.1取值。
D.0.2 土的季节冻结深度应符合下列规定：1 标准冻深Z0应以当地不少于10年实测最大冻深平均值为准；2 设计冻深Z d可按下式计算：式中：ψzs、ψzw、ψzc、ψzt0——各冻深影响系数，按表D.0.2查取。
表D.0.1 融深影响系数表D.0.2 冻深影响系数注：1 土的湿度(冻胀性)影响一项，按本规范表3.2.1的土冻胀性分级进行判别。
2 周围环境影响一项，城市市区人口为20万～50万人，只考虑城市市区的影响；50万～100万人，应考虑5km～10km的近郊范围；大于100万人，尚应考虑10km～20km的近郊范围。
附录E 冻土构造及融沉性的野外鉴别E.0.1 冻土构造野外鉴别应符合表E.0.1的规定。
表E.0.1 冻土构造野外鉴别E.0.2 多年冻土融沉性分级的野外鉴别应符合表E.0.2的规定。
表E.0.2 多年冻土融沉性分级的野外鉴别附录F 冻土融化压缩试验要点F.0.1 本试验可用于测定冻土的融化下沉系数(融沉系数)δ0和冻土融化后体积压缩系数m v。
F.0.2 本试验的室内试验可用于各种冻结黏性土和粒径小于2mm的冻结砂类土，原位测定可用于各种类型的冻土。
试验步骤应按现行国家标准《土工试验方法标准》GB／T 50123的有关规定进行。
F.0.3 室内试验所用的融化压缩仪，可采用土壤的固结试验仪，原位试验可采用地基的静荷载试验设备，并应在试验过程中确保冻土试样或持力层地基土均匀缓慢融化。
季节性冻土的冻结和融化
季节性冻土的冻结和融化季节性冻土，指的是地球表面在寒冷季节中由于低温而呈现冻结状态的土壤。
它主要分布在地球的高纬度地区和高海拔地区，如北极、南极、高山地区等。
季节性冻土的冻结和融化是地球气候系统中一个重要的过程，对于环境变化、生态系统以及人类活动都具有深远的影响。
一、季节性冻土的形成原因季节性冻土的形成主要受到以下几个因素的影响：1. 气温：寒冷的气温是季节性冻土形成的基本条件。
当地表温度降至冰点以下时，水分开始凝结成冰，导致土壤中的水分冻结。
2. 土壤含水量：土壤中的含水量越高，冻结的可能性就越大。
当土壤含水量较高时，水分冷却的速度会相对缓慢，容易形成冻土。
3. 土壤质地：粘土和壤土等细粒土壤对水分的吸附能力较强，有利于水分冻结形成冻土。
4. 土壤覆盖：植被和积雪是影响季节性冻土的重要因素。
植被可以保持土壤湿度并减缓土壤冷却速度，而积雪可以起到绝缘的作用，防止土壤中的热量流失。
二、季节性冻土的冻结过程季节性冻土的冻结过程一般可分为以下几个阶段：1. 预冷期：气温逐渐下降，土壤中的水分开始冷却，并在零度附近形成冰点核。
此时，土壤中的水分尚未完全冻结。
2. 冻结期：气温持续降低，土壤中的水分逐渐冻结成冰。
冰芯从冷集中形成，并向周围扩散。
土壤中的孔隙逐渐被冰塞满。
3. 冻结稳定期：土壤中的水分基本上已经冻结成冰，达到稳定状态。
此时，土壤变得坚硬，无法渗透水分。
三、季节性冻土的融化过程季节性冻土的融化通常是在春季气温回升时发生的，它包括以下几个主要阶段：1. 融化融雪期：随着气温的升高，冻土表层的冰开始融化。
同时，积雪也逐渐融化，增加了土壤中的水分。
2. 滞后融化期：由于冻土表层的冰有一定的保护作用，导致下层土壤的融化滞后于表层。
这一阶段土壤水分的增加会导致土壤湿度的提高。
3. 渗透融化期：随着高温季节的到来，冻土逐渐融化，土壤中的水分开始渗透向下。
这会导致土壤湿度的逐渐下降。
四、季节性冻土对环境和生态系统的影响季节性冻土冻结和融化过程对环境和生态系统具有重要意义：1. 气候变化：季节性冻土的冻结和融化过程是地球气候系统中重要的热量交换过程。
季节性冻土施工方案
1.季节性冻土施工范围1.1.季节性冻土定义和成因当温度为0℃或负温，含有冰且土颗粒呈胶结状态的土称为冻土。
土层冬季冻结，夏季全部融化，冻结延续时间一般不超过一个季节，称为季节性冻土层，其下边界线称为冻深线或冻结线。
路基土质、水分及冻结条件的不均一性，会产生不均匀冻胀，冻胀造成地面开裂；春季融化时，土体处于饱和状态，土颗粒间摩擦力降低至消失，在荷载作用下则千出现下沉、翻浆冒泥等病害。
1.2.季节性冻土范围目前我国东北地区既有铁路冻害比较普遍、严重，路基冻胀和融沉使路基产生不均匀变形，破坏轨道的平顺性，成为影响铁路运行速度和安全的重大隐患之一，也给铁路养护维修千万很大的困难。
2.季节性冻土路基工程施工对策2.1.季节性冻土路基防冻胀措施为防止路基结构冻胀变形，主要是改善路基结构和填料及周围水分疏导，从形成起因减少冻胀力和冻胀性来防治冻胀，主要采取如下措施：2.1.1.填筑非冻胀填料设隔防渗层路基面以下冻结深度范围内填筑非冻胀性填料(非冻胀填料为细颗粒含量小于15%的A、B组碎石类土，基床表层70cm填级配碎石)，于基床表层下部铺设两布一膜不透水工布，土工布上下各设置0.1m中粗砂垫层。
基床底层采用A、B组填料和C组块石、砾石类填料，有效的阻隔地表水渗入基床底层。
2.1.2.排水设施降、排水在地下水埋深较浅段且路基高度小于季节性冻胀地段，考虑毛细水强烈上升高度，路基两侧设置降排水盲沟设施，使地下水降至季节冻深以下。
对边沟积水的路段，尤其是低填方段设置集水坑将积水排除，挖方地段路基，加大边沟坡纵向排水坡度，将积水引导排到路基以外。
2.1.3.防冻胀护道为防止冻胀破坏路堤边坡，对地下水位较高地段，路堤坡脚两侧设置防冻胀护道，按设设计尺寸(高、宽均为2m),大于最大冻结深度。
2.2.季节性冻土路基施工工艺流程及要点季节性冻土施工工艺流程如下图。
2.2.2.季节性冻土路基施工要点路基施工开工前，应在全面理解设计要求和设计交底的基础上，进行现场调查和核对。
季冻区道路冻胀、融沉机理分析及防治现状
季冻区道路冻胀、融沉机理分析及防治现状摘要：对东北地区季节性冻土的冻胀、融沉机理进行深入分析，通过毛细理论、水分迁移理论得出冻胀、融沉过程的影响因素，得出季冻区冻胀融沉的主要影响因素是土质、含水量以及温度，并据此提出具体的防治措施，为相关研究提供借鉴经验。
关键词：季节性冻土；冻胀；融沉；防治0 前言中国是受冻胀危害比较严重的国家之一，主要分布在大兴安岭、小兴安岭等东北地区以及青藏高原等西部高山区域，季节性冻土面积占我国国土总面积的53.5%[1]，位于季节性冻土地区的公路面临着冬季冻胀、春季回暖融沉的问题，这是导致寒冷地区各种道路病害的主要原因[2]。
因此，针对冻土地区的冻胀、融沉过程的深入研究分析逐渐受到更多的重视且势在必行。
1 冻胀和融沉机理分析1.1 冻胀季冻区道路冻胀，主要指的是路基土体的冻胀。
由于大气负温的作用，土体中的水分冻结成冰，土体发生水分迁移，路基土随着温度降低的方向形成冰晶体，导致土体的体积增大膨胀[3]。
由于路基土体中的含水量和密实度在不同季节、不同气候条件下发生的不均匀改变，加之道路周边复杂的地理环境的相互影响，直接导致路基土的冻胀变形的不均匀性[4]。
因此，路面在受到不均匀的冻胀力的影响下，内部发生拉应力效应。
1.2 融沉春季气温上升，土中冰晶体融化之后，土颗粒之间的胶结程度降低，摩擦力减小[5]。
在其自重应力的作用下，土颗粒之间的空隙逐渐被压缩，土体的体积减小。
路基开始融化，导致路面下地基土较两侧的路肩土的融化速度快，造成路基的凹形冻土核残留，土层上部已经融化的水分在融化区域内无法排出，进而造成翻浆。
2 冻胀和融沉影响因素分析2.1 冻胀影响因素季冻区路面易出现冬季低温冻胀、春季回暖融沉的问题，给道路造成不同程度的破坏，包括鼓包、开裂、路基不均匀沉降等。
而道路冻胀主要受到路基的影响，由于各路基土体的土质、压实度、含水量的不同，导致路面受到不均匀冻胀力的作用影响[6]。
季节性冻土的冻结原理
季节性冻土的冻结原理我国的很多地区存在季节性冻土，造成道路、机场、厂房、民居等很多建筑物由于冻融出现不同程度的病害，严重影响结构物的正常使用。
基于此，笔者对季节性冻土的原理进行阐述，从而有助于季节性冻土病害的合理处治。
1、季节性冻土的概念季节性冻土通俗地说就是温度低于0℃时出现冻结，高于0℃时出现融土，并且冻结时间大于1个月而小于1年的土体。
按照冻结深度大小，季节性冻土可分为一般季节性冻土和深季节性冻土两大类。
其中，一般季节性冻土主要指冻结深度小于1.0m，深季节性冻土主要指冻结深度大于1.0m。
土体具有“固、液、气”三相性，液态的水是土体发生冻结的基础，由液态的水转化而来的冰是冻土不可缺少的组成部分，它决定了冻土的结构和构造特点，以及物理力学特性。
含水的土体在温度低于0℃以下时，土的水分开始由液态相变为固体相，使土颗粒之间的水膜连接变成了结晶冰的胶结连接，因此，冰的出现是土体冻结的主要标志。
2、季节性冻土病害的主要机理土体冻结的过程中伴随着土体中水分的迁移和重新分布。
土体冻结时，在原位土体中的水冻结形成水压力差，使未冻区土体中的水在渗透力作用下向冻结锋面部位转移而持续发生冻结，并可能形成冰夹层，导致土体冻胀加剧。
由此可见，冻结时土体中水分的迁移和重分布是土体冻胀、融沉，造成路基翻浆冒泥，建筑物破坏的主要原因。
3、季节性冻土水分迁移机理当温度下降导致土体出现冻结时，在土体中将形成一个冻土与非冻土的分界面，即冻结锋面。
冻解锋面的形成的，对土体发生持续的冻结和融化形成的季节性冻土病害具有关键性的作用。
1）压力差：对于饱和砂土，由于土体中多为自由水，冻结前水在重力作用下向下聚集，但在发生冻结时，土体中的水冻结成冰时体积增大约9%，造成土的体积膨胀而挤压周边土体，将水分自冻结面为核心向压和较小的方向转移，即水分从冻结锋面被挤出向深处迁移，导致冻结层中的土体含水量降低。
即砂土浅表层部位的含水量降低，甚至出现脱水现象，而下部的砂土体的含水量出现不同程度地提高。
对季节性冻土的认识
季节性冻土对工程的影响及防范措施摘要季节性冻土【seasonal frozen soil】指的是冬季冻结春季融化的土层。
自地表面至冻结层底面的厚度称冻结深度。
季节性冻土是受季节性的影响，冬季冻结、夏季全部融化。
我国季节性冻土区面积大约513.7万平方千米，占国土面积的53.5%,其南界西从云南章凤，向东经昆明、贵阳，绕四川盆地北缘，到长沙、安庆、杭州一带。
季节冻结深度在黑龙江省南部、内蒙古东北部、吉林省西北部可超过3米，往南随纬度降低而减少。
季节性冻土的冻胀性、融沉性等特性对工程影响重大。
所以在季节性冻土地区的工程建筑或项目应特别注意考虑季节性冻土对工程的影响及防范措施。
本文对季节性冻土的影响因素、分类、各种工程的影响及防范措施作了简要概述。
关键字：季节性冻土冻胀因素冻胀危害融沉防治影响土的冻胀性因素影响土的冻胀性因素很多,如土的颗粒组成、土的矿物成分、含水量、土体密度、土中温度及梯度等,但归纳起来主要有三个方面,即通常所说的土、水、温三大要素1土中含水量对冻胀的影响国内很多资料表明,土中冻前含水量对冻胀有一定影响,但不是全部水分,而是超出起始冻胀含水量的水分,其关系式用下式表达:η=α(W - W p )式中:η—冻胀率( %)W —冻土层内冻前平均含水量( %)W p—起始冻胀(相当塑限)含水量(%)α—系数。
关于系数α,目前各家取值不一。
如中国科学院兰州冰川冻土研究所、哈尔滨建筑工程学院和黑龙江省寒地建筑科学研究院等是根据理论计算给值,即考虑粘土在封闭系统情况下最大可能产生的平均冻胀率η:η=1.09γd(W- W p)/2γW≈0.8(W-W p)式中:γd—土的干容重(1500kg/m3)γW—水容重另一些单位和学者则根据室内实验提出α值，如大庆油田设计院取α为0.67，建工部建筑研究院则取α为0.32地下水对冻胀的影响地下水作用于冻胀的机理,归根结底就是冻土中水分迁移的问题。
地下水位的高低对冻胀影响可定性描述为：地下水位越浅,土的冻胀量也越大。
土地冻融是指土层由于温度降到
土地冻融是指土层由于温度降到零度以下和升至零度以上而产生冻结和融化的一种物理地质作用和现象。
我国多属于季节性冻土类型。
即冬季冻结，夏季消融，多年冻土类型少。
由土地冻融产生的主要灾害作用和现象有：
1、冻胀和融沉：土层冻结产生体积膨胀，融化使土层变软产生沉陷，甚至土石翻浆，从而形成冻胀和融沉作用。
这是季节性冻土地区中最主要的灾害作用。
它常造成建筑物基础破坏，房屋开裂，地面下沉；道路路基变形，威胁行车安全，影响交通运输等。
如大兴安岭铁路牙林线上，冬春季路基冻胀最大高度可达35厘米，夏季沉陷方量达几万方之多。
2、冻融滑、塌和冻融泥流：冻融使土体的平衡状态发生改变。
当这种作用发生在斜坡地区时，便可产生滑坡、崩塌；而在土层融化成为液态时，则形成泥流。
冻融滑、塌和冻融泥流在西南、西北高海拔地区极为常见、给工程建设造成了很大危害，甚至造成了人身伤亡。
3、冻融塌陷：土层的强烈冻融，使地表下沉，从而引起塌陷。
这种作用也常见于广大的季节性冻土地区，并造成了大量的路基破坏、工程建筑物毁损等恶性事件。
可见，土地冻融的危害性是不容忽视的。
尤其是在我国的高纬度、高海拔地区已经成为一种灾害，应当尽快采取适当的措施加以防御和整治。
地基基础处理技术第二章4冻土
第四节冻土一、冻土的分类冻土是指温度等于或低于摄氏零度、且含有冰的各类土。
根据其冻结时间和冻结状态可将冻土分成多种类型。
(一) 按冻结时间分1．季节性冻土季节性冻土是受季节性的影响，冬季冻结，夏季全部融化，呈周期性冻结、融化的土。
季节性冻土在我国的华北、西北和东北广大地区均有分布。
因其周期性的冻结、融化，对地基的稳定性影响较大。
季节性冻土根据其结构形式，又可分为：(1)整体结构：土在冻结时，土中水分有向温度低的地方移动的性能。
整体结构冻土是由于温度骤然降低，冻结较快，土中水分来不及移动即冻结，冰粒散布于±颗粒间，肉眼甚至看不见，与土粒成整体状态。
融化后土仍保持原骨架，建筑性能变化不大。
(2)层状结构：地表温度不很低，且有变化，土中水分冻结一次，融化一次，又冻结一次，则形成层状结构冻土。
这种土融化后骨架整个遭受破坏，对建筑性能影响较大。
(3)网状结构：由于地表不平，冻结时土中水分除向低温处移动外，还受地形影响，使水分向不同方向转移，而形成冰呈网状分布的冻土，这种土一般含水、含冰量较大，融化后呈软塑或流塑状态。
(4)扁豆体和楔形冰结构：由于季节性冻结和融化，土中水分向表层低温处移动，往往在冻层上限冻结成扁豆体状冰层，当冻土层向深度发展，扁豆体状冰层即夹于冻土层之中。
当岩层或土层具裂隙时，水即在裂隙中成冰楔体。
此类结构的冻土，承受荷载时易沿冰体滑动。
2．多年冻土多年冻土是指冻结状态持续多年(一般是二年或二年以上以上)不融的冻土。
多年冻土常存在地面以下一定深度，其上部接近地表部分，往往亦受季节性影响，冬冻夏融，此冬冻夏融的部分常称为季节融冻层。
因此，多年冻土地区常伴有季节性的冻结现象。
多年冻土根据其垂直构造、水平分布和冻结发展趋势，又可分为下列几种类型：(1)按垂直构造分：(a)衔接的多年冻土：冻土层中没有不冻结的活动层，冻层上限与受季节性气候影响的季节性冻结层下限相衔接。
(b)不衔接的多年冻土：冻层上限与季节性冻结层下限不衔接，中间有一层不冻结层。
季节性冻土对建筑物的影响及其防治措施
季节性冻土对建筑物的影响及其防治措施摘要：我国北方地区有较长的寒冷季节，冻土分布广泛，使得冻土成为冬季建筑物施工的重要影响因素之一。
本文分析了冻土产生冻胀力的原因及其对建筑物造成的危害，并探讨了针对冻土危害的防治措施。
关键词：季节性冻土、危害、防治措施1、前言冻土是指温度在0℃以下，含有冰的各种岩石和土壤。
按照冰冻的时间长短分为季节性冻土和多年冻土。
季节性冻土是受季节影响，呈周期性冻结融化的土，并且在地面以下有一定深度，其上部往往受季节的影响，冬季冻结，春夏融化。
尚小云大剧院地处河北省南部，冬季比较寒冷，且尚小云大剧院紧邻南宫湖，呈三面环湖状，南宫湖的侧向补给水量大，地表层滞水丰富，极易在寒冷季节形成冻土。
其地基基础的施工必须考虑防冻胀问题，并做出相应的防冻措施。
2、冻土的冻胀性在寒冷地区并不是所有土类都存在冻胀，而主要是细粒土，尤其是粘性土，冻胀性最为突出。
粘性土产生冻胀的原因，不仅是由于水分冻结时体积增大1/11，更重要的是在冻结过程中，它还能把周围没有冻结区的水分吸附到冻结区(即迁移集聚)，使冻结区水分源源不断地增加，冰晶体不断扩大，形成冰夹层，土体随之逐步膨胀，一直到水源补给断绝才会停止。
显然，在冻结过程中，水分自非冻结区向冻结区迁移的原因，是与粘性土中存在结合水及其迁移的特点有关。
但是，到目前为止，其中的奥秘人们还不是很清楚的。
粗粒土的冻胀性是微不足道的；细砂土即使含水量较高，也只表现轻微的冻胀现象。
粉砂中粘粒含量很少时，结合水的冻胀危害也是很小的。
当粉砂中粘粒含量较多时，有一定的结合水膜，其冻胀性与粘性土相似。
粘性土含水量接近塑限ω，才开始冻胀，即超过塑限的那部分含水量(主要是弱结合水)才能够构成冻胀性。
3、冻土对建筑物造成的危害土壤中的水分在冰冻过程中，体积会增大，产生冻胀力迫使土粒发生相对位移，这种现象称为土的冻胀。
冻胀土到了次年的春夏，冰层会融化，体积会变小，造成地基沉陷，这种现象称为融陷。
岩土工程专业知识：冻土的工程性质及地基评价(一)
岩土工程专业知识：冻土的工程性质及地基评价（一）
24.4 冻土的工程性质及地基评价
1 季节性冻土的工程性质及地基评价
（1）工程性质：冻土融化后承载力大为降低，压缩性急剧增高，使地基产生融陷；相反，在冻结过程中又产生冻胀，对地基均为不利。
冻土的冻胀和融陷与土的颗粒大小及含水量有关，一般土颗粒愈粗，含水量愈小，土的冻胀和融陷性愈小。
（2）冻土按冻胀性分类：表24.4-1。
注：
于0.5的粉土，如充填物为其他状态的黏性土或粉土时，其冻结性应按黏性土或粉土确定。
2、表中细砂仅指粒径大于0.075mm的颗粒超过总质量90％的细砂，其他细砂的冻胀性应按粉砂确定。
3、wp为土的塑限。
2 多年冻土的工程性质和地基评价
（1）按融沉性分级和评价：多年冻土根据土的类别、总含水量和平均融沉系数δ0分类（表24.4-2）：
注：
2、本表不包括盐渍化冻土、冻结泥炭化土、腐殖土、高塑性粘土。
根据融化下沉系数δ0的大小，多年冻土可分为不融沉、弱融沉、融沉、强融沉和融陷五级，并应符合表24.4-2的规定。
季冻区混凝土路面裂缝的成因分析
季冻区混凝土路面裂缝的成因分析
季节性冻融是造成混凝土路面裂缝的主要因素之一。
季节性冻融主要由以下几个步骤组成：冻结、融化和排水。
当路面温度降至0℃以下时，混凝土中的水分会逐渐冻结。
在冻结过程中，水的体积会增大约9%左右。
这种体积变化会使混凝土发生拉伸，从而导致混凝土内部产生应力。
当温度升高时，冰会逐渐融化成水。
在融化过程中，混凝土内部的应力会逐渐释放。
如果水不能及时排出，这种应力会导致路面开裂。
另外，当路面表面积聚积雨水时，会形成冰层。
这种冰层可能会导致路面产生滑动，增加路面开裂的风险。
除了季节性冻融以外，其他因素也会导致混凝土路面裂缝的产生。
例如，车辆行驶过程中产生的荷载会使混凝土路面产生变形。
在这种情况下，混凝土内部的应力会增加，导致路面产生裂缝。
此外，气温的变化和日夜温差也会导致路面裂缝的产生。
最后，如果建筑材料的选择不当，也会导致混凝土路面裂缝的产生。
例如，若混凝土中掺入许多冰冻的骨料，可能会导致机械强度不足，从而使路面易于开裂。
因此，在选择建筑材料时，必须选择机械强度高、化学稳定、冻融性好的材料，以确保路面的稳定性和耐久性。
季节性冻土的冻结和融化
3.1冻融土壤的物理学特性在季节性冻土的冻结和融化过程中，冻融土壤的物理学特性会发生改变，具有不同于非冻结土壤的特点。
所以从分析物理成因着手，分析冻土的物理学特性的变化是研究冻土的冻融过程和冻融规律的很重要的基础环节。
3.1.1季节性冻土的物质组成未冻土是复杂、多孔、疏松而分散的多相体系，由土壤颗粒、土壤孔隙水、土壤空气三相物质组成。
当土壤温度下降并低于o 0c，土体中的液态孔隙水部分转变为固态的冰，此时冻土由土壤颗粒、纯净的冰、土壤孔隙水、汽四相组成，土壤颗粒和冰组成了土体的基本骨架，各相所占的比例关系往往决定了土壤的各相物理特征。
为了便于研究，通常将土壤中的三相物质组成绘成土壤三相组成草图，见图3-1(郑秀清，Zoo2>。
图3-1中符号Y和m分别表示体积(cm3cm)和质量(g)，下标分别表示相应的各相。
图3-1冻融土壤三相组成草图当自然条件有变化时，冰的组成结构和粘滞性等相应会有显著的变化，这种变化既决定了冰性质的不稳定，同时也决定了冻土性质的不稳定性。
土壤尤其是细颗粒土壤冻结时，土壤水分发生相变，即部分水冻结成冰，这是冻土与非冻土的根本区别。
在相应温度下，冻土中始终存在着部分未冻结的液相水，即未冻水。
由于土粒吸引力的作用，未冻水具有较高的粘滞性，其容重大于常温常压下水的容重，其相变温度点(冰点:冻结温度)低于0 0C o土壤的物质组成包括粒度组成、矿物组成和化学组成三个方面。
冻融土壤的粒度成分和矿物组成对土壤中未冻水含量具有直接的影响(崔托维奇H A, 1959)。
土壤颗粒表面的性质和孔隙结构决定着土壤的持水能力及距土壤颗粒表面不同距离水分所受力的大小，同时也决定了土壤水分随温度的相变规律，并影响不同状态及过程的水分迁移。
3 .1.2冻融土壤的热物理特性参数。
季节性冻土地区土壤冻结深度的研究
季节性冻⼟地区⼟壤冻结深度的研究季节性冻⼟地区⼟壤冻结深度的研究李超刘建军*程建军（⽯河⼦⼤学，新疆⽯河⼦，832000）摘要：季节性冻⼟在新疆分布⼴泛，冰冻期长达3～6个⽉之久。
因此，抗冻设计是⼯程建设中必须重视的问题。
其中冻⼟深度的合理确定是季节冻⼟区防冻设计的主要内容之⼀。
本⽂通过调查研究和理论分析，对影响⼟壤冻结深度的⽓温、地下⽔位、⼟质和含⽔量等因素进⾏了分析探讨，提出了冻⼟深度合理的取值⽅法，为⼯程建设提供有益的参考。
关键词：季节性冻⼟、冻胀破坏、冻⼟深度Research of ground frozen depth in seasonally frozen areasLI Chao1，LIU Jian-jun*，CHENG Jian-jun(1. Shihezi University, Xinjiang Shihezi, 832000 )Abstract: Seasonally frozen ground are widely distributed in Xinjiang with froze-up lasting three to s- ix months. So anti-freeze design must be paid high attention to in engineering constructions. Reson- ably determining freezing depth is one of the main design contents in seasonally frozen regions.Th- rough the investigation study and theoretical analysis, each impact of temperature, water table, soil and water content and other factors on freezing depth is discussed in thisarticle.Reasonable deter- mination method of freezing depth is put forward, which may provide some beneficial reference for engineering construction.Key words:seasonally frozen ground, frost heaving damage, freezing depth1.引⾔冻⼟是在温度下降到0℃或以下时, 含有⽔分的⼟壤呈冻结状态的⼀种现象。
季节性冻土地区路基的冻胀与融沉
关键词 季节性冻土路基 冻胀 融沉 影响因素
1 前言
中国冻土可分为季节性冻士和多年冻土 。多年 冻土指冻结持续三年以上的土 ; 季节性冻土指地表 冬季冻结而在夏季又全部融化的土 。我国季节性冻 土 区 面 积 大 约 51317 万 km2 , 占 国 土 面 积 的 5315 % , 其南界西自云南章凤 , 向东经昆明 、贵 阳 , 绕四川盆地北缘 , 到长沙 、安庆 、杭州一带 。 季节性冻土地区的公路路基容易产生冻胀和融沉 , 严重影响行车条件 。因此 , 对其进行深入研究是非 常必要的 。
(4) 采用 LS - DYNA 程序进行数值模拟 , 是 研究爆炸问题的一种非常有效而且经济方便的手 段 。目前虽有其局限性 , 但随着数值计算的进一步 完善它将起到试验无可替代的作用 。
同时刻的爆腔发展历程图 。
4 结论 (1) 由于爆炸法具有经济 、方便 、快捷 、应
用广泛的优势 , 用于处理野战机场土基施工具有较 好的推广价值 。
胀量不大 。对于致密的粘土 , 颗粒粒径小于 01002
mm , 由于其导水能力很弱 , 未冻水不易向冻结区
迁移 , 因此冻胀量也不大 。唯颗粒粒径在 0105 ～
01002 mm 的土具有较大的冻胀性 。
高考地理：什么是冻土？什么是冻融？冻土地貌有哪些？
高考地理：什么是冻土？什么是冻融？冻土地貌有哪些？什么是冻土？极地、亚极地地区和中低纬的高山、高原地区，在较强的大陆性气候条件下，气温极低，降水量很少，地表没有积雪，形成0℃或0℃以下并含有冰的冻结土层，称为冻土。
冻土随季节变化而发生周期性的融冻，如果冬季土层冻结，夏季全部融化，叫季节冻土。
季节冻土示意图如多年处于冻结状态的土层，或至少连续3年处于冻结状态的土层，称为多年冻士。
多年冻土示意图一冻土的分布世界上冻土总面积约为300万平方千米，占地球全部大陆面积的25%（2012年数据）。
全球冻土分布图（红圈：青藏地区冻土）北半球冻土分布面积较大，俄罗斯和加拿大是冻土分布最广的国家。
我国多年冻土分布在东北北部地区、西北高山区及青藏高原地区。
我国冻土分布图二冻土的厚度多年冻土区的冻土分上下两层。
上层每年夏季融化，冬季冻结，叫活动层。
下层常年处在冻结状态，叫永冻层。
冻土分层示意图多年冻土的厚度从高纬到低纬逐渐减薄，以至完全消失。
【例如，北极的多年冻土厚达1000m以上，年平均地温为-15℃，永冻层的顶面接近地面。
向南，到连续冻土的南界，多年冻土厚度减到100m以下，年平均地温为-3~-5℃，永冻层的顶面埋藏加深。
大致在北纬48°附近是多年冻土的南界，这里年平均地温接近0℃，冻土厚度仅为1~2m。
】多年冻土从高纬到低纬不仅厚度变薄，而且由连续的冻土带过渡到不连续的冻土带。
多年冻土不连续带是由许多分散的冻土块体组成，这些分散的冻土块体称为岛状冻土。
中、低纬度的高山、高原地区，多年冻土的厚度主要受海拔控制。
一般来说，海拔愈高，地温愈低，冻土层愈厚，永冻层顶面埋藏深度也较浅。
【海拔每升高100~150m，年平均地温约降低1℃，永冻层顶面埋藏深度减小0.2-0.3m】多年冻土的厚度虽然受纬度和高度的控制，但在同一纬度和同一高度处的冻土厚度还有差别，这和其他自然地理条件有关。
1气候的影响大陆性半干旱气候较有利于冻土的形成，而温暖湿润的海洋性气候不利于冻土的发育。
季节冻土水分迁移的机理及数值模拟
季节冻土水分迁移的机理及数值模拟
季节性冻土水分迁移是冻土影响下地表水文过程的一个重要组成部分，对于阐明水文过程对水循环的贡献，了解和评估地表水资源及地表水质、冻土-水实验方及模型等任务有重要意义。
在莎士比亚地质构造上，未来多年以来，季节性冻土水分迁移已经成为地学界和水文学界一个最重要的研究课题。
季节性冻土水分迁移物理机理可以归为两部分：冻结/融化机理、水分移动机理。
冻结/融化机理是指在冻土层中，随着季节性温度变化而不断进行的冻结和融化，以及冻结/融化处理的孔隙水的比例和含量，在此基础上，水分移动机理是指随着气温、地下水水力场、温度时空分布以及表层和地下碳料水分组成等因素不断变化而变化，进而影响表层和下层水试件的分布组成。
数值模拟是通过建立能够反映冻土水分迁移真实情况的数学模型，并将模型中各参数参数化以精确模拟冻土水分迁移物理过程，以及探究以循环作用规律影响冻土水分迁移的各种因素，为季节性冻土水分迁移的深入研究和模型检验提供了基础。
综上所述，季节性冻土水分迁移物理机理及数值模拟在研究冻土影响下地表水文环境方面有着至关重要的作用，这种研究将会有助于更好地保护和利用水资源以及保护水环境。
北方季节性冻土的冻融规律分析及水文特性模拟
在含水率方面，桩土体系的含水率越高，其冻胀融沉量越大。这是由于水分在 冻结过程中会产生体积膨胀，从而导致桩土体系的冻胀融沉现象加剧。
此外，实验结果还显示，桩土体系的冻胀融沉现象受到桩土界面特性的影响。 当桩土界面具有良好的连通性时，水分可以在桩土体系中自由迁移，从而使得 冻胀融沉现象更加明显。相反，当桩土界面被阻隔时，水分难以在桩土体系中 迁移，从而抑制了冻胀融沉现象的发生。
混凝土冻融损伤特性分析
1、损伤变量：混凝土冻融损伤的严重程度可以用损伤变量来表示。损伤变量 通常定义为混凝土在冻融循环作用下的质量损失、强度降低、吸水率增加等指 标。
2、损伤演化：通过对混凝土冻融损伤变量随时间的变化规律进行分析，可以 掌握损伤的演化过程。这有助于评估混凝土耐久性和预测其剩余寿命。
哈伊高铁连接了哈尔滨和伊春两大城市，线路全长318公里，设计时速250公 里。其中，哈尔滨至铁力段是哈伊高铁的重要组成部分，该段线路全长188公 里，地处高寒地区，沿线多处分布季节性冻土。由于高寒地区的特殊气候条件， 这里的季节性冻土对高速铁路的路基建设提出了极大的挑战。
首先，高寒地区的季节性冻土对施工造成了很大的困难。冻土的冻结和融化会 导致路基的冻融变形，对线路的平顺性和稳定性产生影响。此外，季节性冻土 区的高速铁路施工还需要面对冻土区段内的不稳定性和潜在的安全风险。这就 需要我们在施工过程中采取有效的措施来应对这些问题。
北方季节性冻土的水文特性模拟方法和技术包括以下几个方面：
（1）数据采集：通过野外调查、遥感、钻探等方式获取北方季节性冻土地区 的水文数据，包括土壤含水量、地下水位、河流流量等。 （2）实验模拟：利 用室内实验和数值模拟等方法，研究北方季节性冻土地区的水文循环过程和规 律。例如，通过构建数值模型来模拟水分在土壤中的运动和转化过程。
探析迪庆高原冬季季节性冻土路基施工
探析迪庆高原冬季季节性冻土路基施工摘要：公路是线型建筑物，路基是线型建筑物的主体，它贯穿公路的全线，与桥梁、隧道相连。
因此，路基是公路的重要组成部分，其质量的好坏，关系到整个公路的质量。
路基又是路面的基础，它与路面共同承受行车荷载的作用。
实践证明没有坚固、稳定的路基，就没有稳固的路面。
路基的强度和稳定性是保证路面强度和稳定性的先决条件。
季节性冻土在冻结时可使地面隆起，融化时可使表土翻浆泥泞。
为了保证工期，在云南最高海拔的迪庆必须在有季节性冻土的冬季继续施工。
为保证质量，对季节性冻土进行有效的处理，成为工程上一个十分重要的课题。
使路基具有足够的水温稳定性，在季节性冰冻比较严重的地区迪庆，如何科学的采取措施及优化施工工艺，值得所有技术人员研究。
解决季节性冻土对路基的危害。
本文对国道214线香德二级公路冬季路基施工的有关方面进行了探析，以期对季节性冻土的施工提供一点参考。
关键词：迪庆高原；冬季季节性冻土；路基施工引言：国道214线香德二级公路起点为海拔3300米的香格里拉县，止点为海拔3500米的德钦县。
穿越海拔4380米的白茫雪山垭口。
线路总体走向为由北向南，路线全长154.328KM。
迪庆地处滇、藏、川三省（区）交界处，在东经90°35’——100°19’、北纬26°52’——29°16’之间，金沙江、澜沧江中上游，北接西藏昌都地区，东邻四川甘孜藏族自治州，南与丽江地区毗邻，西与怒江州相连。
迪庆属青藏高原南延部分，横断山脉西南腹地。
全州平均海拔3380米，是云南省海拔最高的地区。
地形呈纵深切割之势，高低悬殊大，最高6740米。
全年无夏季，年平均气温5.5℃，最低气温可达-27°，最高气温26°。
4月—10月为无霜期，但在白茫雪山上9月就会雪花飘飘，冰天雪地。
所以，为了工期，必须在冬季也要进行路基及混凝土的施工。
一、冻土的成因及危害冻土是指温度等于或低于0℃且含有冰的各类土，发生在高纬度或高山等严寒地区。
地基基础处理技术4冻土
第四节冻土一、冻土的分类冻土是指温度等于或低于摄氏零度、且含有冰的各类土。
根据其冻结时间和冻结状态可将冻土分成多种类型。
(一) 按冻结时间分1．季节性冻土季节性冻土是受季节性的影响，冬季冻结，夏季全部融化，呈周期性冻结、融化的土。
季节性冻土在我国的华北、西北和东北广大地区均有分布。
因其周期性的冻结、融化，对地基的稳定性影响较大。
季节性冻土根据其结构形式，又可分为：(1)整体结构：土在冻结时，土中水分有向温度低的地方移动的性能。
整体结构冻土是由于温度骤然降低，冻结较快，土中水分来不及移动即冻结，冰粒散布于±颗粒间，肉眼甚至看不见，与土粒成整体状态。
融化后土仍保持原骨架，建筑性能变化不大。
(2)层状结构：地表温度不很低，且有变化，土中水分冻结一次，融化一次，又冻结一次，则形成层状结构冻土。
这种土融化后骨架整个遭受破坏，对建筑性能影响较大。
(3)网状结构：由于地表不平，冻结时土中水分除向低温处移动外，还受地形影响，使水分向不同方向转移，而形成冰呈网状分布的冻土，这种土一般含水、含冰量较大，融化后呈软塑或流塑状态。
(4)扁豆体和楔形冰结构：由于季节性冻结和融化，土中水分向表层低温处移动，往往在冻层上限冻结成扁豆体状冰层，当冻土层向深度发展，扁豆体状冰层即夹于冻土层之中。
当岩层或土层具裂隙时，水即在裂隙中成冰楔体。
此类结构的冻土，承受荷载时易沿冰体滑动。
2．多年冻土多年冻土是指冻结状态持续多年(一般是二年或二年以上以上)不融的冻土。
多年冻土常存在地面以下一定深度，其上部接近地表部分，往往亦受季节性影响，冬冻夏融，此冬冻夏融的部分常称为季节融冻层。
因此，多年冻土地区常伴有季节性的冻结现象。
多年冻土根据其垂直构造、水平分布和冻结发展趋势，又可分为下列几种类型：(1)按垂直构造分：(a)衔接的多年冻土：冻土层中没有不冻结的活动层，冻层上限与受季节性气候影响的季节性冻结层下限相衔接。
(b)不衔接的多年冻土：冻层上限与季节性冻结层下限不衔接，中间有一层不冻结层。
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3.1冻融土壤的物理学特性
在季节性冻土的冻结和融化过程中，冻融土壤的物理学特性会发生改变，具有不同于非冻结土壤的特点。
所以从分析物理成因着手，分析冻土的物理学特性的变化是研究冻土的冻融过程和冻融规律的很重要的基础环节。
3.1.1季节性冻土的物质组成
未冻土是复杂、多孔、疏松而分散的多相体系，由土壤颗粒、土壤孔隙水、土壤空气三相物质组成。
当土壤温度下降并低于o 0c，土体中的液态孔隙水部分转变为固态的冰，此时冻土由土壤颗粒、纯净的冰、土壤孔隙水、汽四相组成，土壤颗粒和冰组成了土体的基本骨架，各相所占的比例关系往往决定了土壤的各相物理特征。
为了便于研究，通常将土壤中的三相物质组成绘成土壤三相组成草图，见图3-1(郑秀清，Zoo2>。
图3-1中符号Y和m分别表示体积(cm3cm)和质量(g)，下标分别表示相应的各相。
图3-1冻融土壤三相组成草图
当自然条件有变化时，冰的组成结构和粘滞性等相应会有显著的变化，这种变化既决定了冰性质的不稳定，同时也决定了冻土性质的不稳定性。
土壤尤其是细颗粒土壤冻结时，土壤水分发生相变，即部分水冻结成冰，这是冻土与非冻土的根本区别。
在相应温度下，冻土中始终存在着部分未冻结的液相水，即未冻水。
由于土粒吸引力的作用，未冻水具有较高的粘滞性，其容重大于常温常压下水的容重，其相变温度点(冰点:冻结温度)低于0 0C o
土壤的物质组成包括粒度组成、矿物组成和化学组成三个方面。
冻融土壤的粒度成分和矿物组成对土壤中未冻水含量具有直接的影响(崔托维奇H A, 1959)。
土壤颗粒表面的性质和孔隙结构决定着土壤的持水能力及距土壤颗粒表面不同距离水分所受力的大小，同时也决定了土壤水分随温度的相变规律，并影响不同状态及过程的水分迁移。
3 .1.2冻融土壤的热物理特性参数。