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绪论1

第一章 冻土分布定名及勘测要求9

1.1 我国冻土的分布9

1.1.1 我国冻土分布总体格局9

1.1.2 冻土分布与环境因素的关系12

1.1.3 多年冻土下界高度与雪线高度的关系17

1.2 冻土定名、分类描述及勘测要求18

1.2.1 美国工程土的定名分类系统及勘测要求19

1.2.2 原苏联的冻土定名分类及勘测要求28

1.2.3 我国的冻土定名分类及勘测要求32

第二章 冻土的基本物理性质39

2.1 冻土的物质组成及其相互关系39

2.2 土的持水性41

2.3 冻土中的未冻水含量及其影响因素和确定方法43

2.3.1 土质对未冻水含量的影响43

2.3.2 多晶冰中的未冻水含量46

2.3.3 盐类和浓度对未冻水含量的影响48

2.3.4 冻融过程对未冻水含量的影响58

2.3.5 外载对未冻水含量的影响59

2.3.6 确定未冻水含量的快速方法60

2.3.7 含盐冻土中未冻水含量预报模式的建立62

2.4 土水势68

2.4.1 土水势及其分量69

2.4.2 土水势的影响因素71

2.5 热交换系数及其影响因素74

2.5.1 容积热容量及其影响因素75

2.5.2 导热系数及其影响因素77

2.5.3 导温系数（热扩散系数）及其影响因素82

2.5.4 相变热85

2.5.5 根据土物理指标求取计算热参数85

2.6 质交换系数及其影响因素90

2.6.1 微分水容量及其影响因素90

2.6.2 导湿系数及其影响因素91

2.6.3 扩散系数及其影响因素96

第三章 温度在地中的传播98

3.1 地温98

3.1.1 地面温度98

3.1.2 地面温度向地中传播102

3.1.3 热传导问题的数学描写104

3.2 地中温度场的计算106

3.2.1 一维平壁稳定温度场计算106

3.2.2 冻土地温特征值计算108

3.3 土的季节冻结和融化110

3.3.1 土中水冻结的时间和空间过程110

3.3.2 土的冻结和融化温度112

3.3.3 土的季节冻结和融化计算113

3.4 多年冻土区地温状况（以青藏高原为例）117

3.5 地面扰动及地面温度长期变化对地温的影响120

3.6 对流换热122

3.7 辐射换热124

3.7.1 热辐射的基本概念125

3.7.2 热辐射的基本定律127

3.7.3 物体间的辐射换热计算128

第四章 未冻水动力学原理130

4.1 概述130

4.2 正冻土中的水分迁移134

4.2.1 开放系统饱水正冻土中的水分迁移134

4.2.2 封闭系统正冻土中的水分迁移139

4.2.3 非饱和正冻土在不同地下水位情况下水分迁移的现场观测144

4.3 封闭系统已冻土中的水分迁移150

4.4 封闭系统正融土中的水分迁移157

4.5 含盐正冻土和已冻土中的离子迁移160

4.5.1 溶液冻结时盐冰脱盐和未冻溶液浓缩作用160

4.5.2 封闭系统非饱和含盐正冻土中的离子迁移161

4.5.3 开放系统饱和含盐正冻土中的盐分迁移165

4.5.4 天然条件下盐分迁移的试验观测168

4.6 单向冻结时土颗粒位移的热筛效应及对流迁移169

4.6.1 单向冻结过程中土颗粒垂向位移的热筛效应及对流迁移假说169

4.6.2 热筛效应及微粒对流迁移的实验验证170

第五章 土中水冻结时的成冰作用及冻土中冷生构造形成的影响因素173

5.1 土中水冻结时的成冰作用173

5.1.1 冻结时土中发生的物理过程173

5.1.2 冻土颗粒外围的界面状态及冰水动态平衡原理177

5.1.3 土中水的成冰类型180

5.1.4 冻结缘和分凝冰透镜体的成因181

5.1.5 冻结缘的基本特征及特征参数的确定方法183

5.2 土类对正冻土的冷生构造形成的影响189

5.2.1 正冻黏土、粉土和砂土中的冷生构造189

5.2.2 孔隙特征对多孔材料冻胀位移的影响193

5.2.3 原状土和扰动土中成冰的差异195

5.3 水分对正冻土的冷生构造形成的影响196

5.3.1 土中水分迁移机理196

5.3.2 外界水源补给的影响198

5.4 温度和压力对正冻与冻土中冷生构造形成的影响198

5.4.1 温度、上部载荷和侵入压力对正冻土中冷生构造形成的影响198

5.4.2 已冻土融化过程中的冰分凝204

5.4.3 不同气压条件下土体冻结后的孔隙特征205

5.5 易溶盐的成分和浓度对正冻土中冷生构造形成的影响209

5.6 不同外力作用方式引起冻土细微结构的变化特征210

第六章 土体的冻胀和盐胀213

6.1 概述213

6.2 土体冻胀机理218

6.2.1 反复冻融引起的真空渗透机制218

6.2.2 溶质浓度梯度引起的渗压机制220

6.3 土体冻胀发育的几种类型224

6.4 不同冷却速度下开放系统正冻土的冻胀228

6.5 预报冻胀的有关模型231

6.6 含盐土的盐胀和冻胀236

6.6.1 易溶盐的基本特性236

6.6.2 含氯化钠盐土的盐胀和冻胀237

6.6.3 含碳酸钠盐土的盐胀和冻胀240

6.6.4 含硫酸钠盐土的盐胀和冻胀243

第七章 冻土改造和利用250

7.1 多年冻土区沙金矿开采中土层防冻和解冻技术250

7.1.1 土层防冻技术250

7.1.2 冻土解冻技术258

7.2 多年冻土区土木建筑工程中土层防冻技术261

7.2.1 设置隔热层261

7.2.2 设置热穴263

7.3 构筑物防冻胀和防融沉技术264

7.3.1 冻害特征及病因简析264

7.3.2 冻害防治措施266

7.4 盐渍土防治技术270

7.4.1 甘肃省河西地区盐渍土概况270

7.4.2 土壤盐渍化的影响因素及分布规律275

7.4.3 水的情况276

7.4.4 关于甘肃省盐渍土防治措施的新思维280

7.5 多年冻土作为能源（天然气水合物）仓库283

7.6 人工冻土利用技术288

7.6.1 利用天然冷源的人工冻结技术——各种热桩（自冷桩）的应用288

7.6.2 人工冻结技术的应用296

7.7 路基降温保温技术306

7.7.1 碎石路堤或片石护坡309

7.7.2 片石通风路堤320

7.7.3 具有自然采风口的透壁通风管块石路堤325

第八章 冻土基本性质的测定方法328

8.1 颗粒分析328

8.1.1 概述328

8.1.2 样品制备329

8.1.3 操作步骤329

8.1.4 操作注意事项331

8.2 密度331

8.2.1 概述331

8.2.2 操作步骤332

8.2.3 注意事项333

8.3 比重334

8.3.1 概述334

8.3.2 操作步骤334

8.3.3 注意事项336

8.4 比表面积337

8.4.1 概述337

8.4.2 操作步骤338

8.4.3 注意事项340

8.5 孔隙特征340

8.5.1 概述340

8.5.2 样品制备341

8.5.3 操作步骤341

8.5.4 注意事项344

8.6 冻结温度345

8.6.1 概述345

8.6.2 主要仪器设备346

8.6.3 操作步骤347

8.7 未冻水含量347

8.7.1 概述347

8.7.2 仪器设备及操作步骤349

8.8 冻胀敏感性350

8.8.1 概述350

8.8.2 操作步骤351

8.9 导热系数353

8.9.1 主要仪器设备353

8.9.2 操作步骤353

8.9.3 注意事项354

8.10 土水势354

8.10.1 概述354

8.10.2 操作步骤355

8.11 导湿系数357

8.11.1 概述357

8.11.2 操作步骤358

8.12 扩散系数359

8.12.1 概述359

8.12.2 操作步骤360

8.13 土体细微结构分析362

8.13.1 概述362

8.13.2 样品制备363

8.13.3 操作步骤363

8.13.4 注意事项367

参考文献368