多年冻土区青藏公路路基边界温度及计算模型研究.pdf

第３９卷第２期 冰　川　冻　土 Ｖｏｌ．３９，Ｎｏ．２ ２０１７年４月 ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＧＬＡＣＩＯＬＯＧＹＡＮＤＧＥＯＣＲＹＯＬＯＧＹ Ａｐｒ．，２０１７ ＤＯＩ：１０．７５２２／ｊ．ｉｓｓｎ．１００００２４０．２０１７．００３８ ＹＩＸｉｎ，ＨＵＤａ，ＹＵＷｅｎｂｉｎｇ，ｅｔａｌ．ＳｔｕｄｙｏｎｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｂｏｕｎｄａｒｙｏｆｅｍｂａｎｋｍｅｎｔａｎｄｉｔｓｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅＱｉｎｇｈａｉＴｉｂｅｔＨｉｇｈｗａｙｉｎ ｐｅｒｍａｆｒｏｓｔａｒｅａ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＧｌａｃｉｏｌｏｇｙａｎｄＧｅｏｃｒｙｏｌｏｇｙ，２０１７，３９（２）：３３６－３４２．［易鑫，胡达，喻文兵，等．多年冻土区青藏公路路基边界 温度及计算模型研究［Ｊ］．冰川冻土，２０１７，３９（２）：３３６－３４２．］ 多年冻土区青藏公路路基边界温度及计算模型研究 １，２ １，２ １ １ 易 鑫 ，　胡 达 ，　喻文兵 ，　刘伟博 （１．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，甘肃 兰州７３００００； ２．中国科学院大学，北京，１０００１０） 摘 要：温度边界是冻土工程模拟中重要的边界条件之一。依据青藏公路多年冻土段不同走向路基断 面表层温度的连续观测数据，分析了青藏工程走廊内路基实测的边界温度特征。结果表明：走向为 Ｗ８°Ｓ的断面阴阳坡温差最大为５．８１℃，走向为Ｗ３４°Ｓ的断面坡面温差为５．６８℃，走向为Ｗ８６°Ｓ 度的断面坡面温差为１．３８℃，说明高原上无论路基走向如何，路基两侧坡面都存在温度差异，因此， 两侧必须采取差异设计，以减少路基温度的不对称。同时，根据路基接收太阳能辐射反演路面及边坡 表面温度，提出了工程热边界的简化计算模型，并将模型计算结果与实测数据进行对比，两者吻合 较好。 关键词：青藏工程走廊；边界温度；路基；计算模型；太阳辐射 ＋ 中图分类号：Ｕ４１６．１６８ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００００２４０（２０１７）０２０３３６０７ 析，胡泽勇等［７－８］对原有的路基各位置太阳总辐射 ０　引言 和温度反演办法进行改进，修正后的反演结果与实 温度边界是冻土工程模拟中的重要条件之一。 测值更接近；王可丽等［９－１０］综合气候、大气辐射、 目前，青藏工程走廊内路基边界温度的研究已经取 地气间热量交换等因素，建立了针对青藏铁路沿线 ［１］ 地表、路基上表面和两侧边坡的普适性热力学模 得了很多成果。臧恩穆等 根据气温变化特征将 地面年平均温度即下附面层底的温度变化表达为三 式，适用于高海拔青藏铁路全线的任意坡度和走向 角函数形式；已有研究表明青藏高原地区地气温差 的路基表面温度的计算；利用北麓河试验路段实测 最大值在６月份，１２月份最小，同时高原地气温差 地温数据和太阳辐射值，丑亚玲等［１１－１２］建立了不 的周期震荡基本没有明显的长周期，而普遍出现的 同走向路基阴阳坡表面浅层（０．５ｍ深度）地温差与 是２ａ左右的一个周期，且周期震荡存在着区域的 太阳辐射差的简单近似函数关系；夏利江等［１３－１４］ ［２－４］ ［５］ 根据遮阳理论，研究发现路基对于周边冻土的影响 显著性差异 ；江灏等 结合青藏高原地面、高 空和卫星观测资料，分析了地表温度的日变化和季 不容忽视，尤其是高路基坡脚位置所接受的辐射量