冰楔作用

什么是冻土 干吗用的?谢谢
更新时间:2019-12-10 08:54 浏览:59 关闭窗口 打印此页

  冻土是指零摄氏度以下,并含有冰的各种岩石和土壤。一般可分为短时冻土(数小时/数日以至半月)/季节冻土(半月至数月)以及多年冻土(又称永久冻土,指的是持续二年或二年以上的冻结不融的土层)。

  在有些地方的冻土中,含有大量的可燃冰,等到开采以后,会一定程度上满足工业生产对能源的需求。可燃冰主要分布在东、西太平洋和大西洋西部边缘,是一种极具发展潜力的新能源,但由于开采困难,海底可燃冰至今仍原封不动地保存在海底和永久冻土层内。而在冻土层内有更好的可燃冰开发条件。

  冻土定义 冻土是指0摄氏度以下,并含有冰的各种岩石和土壤。一般可分为短时冻土(数小时/数日以至半月)/季节冻土(半月至数月)以及多年冻土(数年至数万年以上)。地球上多年冻土/季节冻土和短时冻土区的面积约占陆地面积的50%,其中,多年冻土面积占陆地面积的25%。 冻土是一种对温度极为敏感的土体介质,含有丰富的地下冰。因此,冻土具有流变性,其长期强度远低于瞬时强度特征。正由于这些特征,在冻土区修筑工程构筑物就必须面临两大危险:冻胀和融沉。 冻融作用 冻土地区气温低,土层冻结,降水少,流水、风力和溶蚀等外力作用都不显著,冻融作用则成为冻土地貌发育的最活跃因素。随着冻土区温度周期性地发生正负变化,冻土层中水分相应地出现相变与迁移,导致岩石的破坏,沉积物受到分选和干扰,冻土层发生变形,产生冻胀、融陷和流变等一系列复杂过程,称为冻融作用。它包括融冻风化、融冻扰动和融冻泥流作用。 在冻土地区的岩层或土层中,存在着大小不等的裂隙和孔隙,它们常被水分充填,随着冬季和夜晚气温的下降,水分逐渐冻结、膨胀,对围岩起着很大的破坏,使裂隙不断扩大。至夏季或白昼因温度上升,冰体融化,地表水可再度乘隙注入。这种固温度周期性变化而引起的冻结与融化过程交替出现,造成地面土(岩)层破碎松解,这种作用称为冻融风化。冻融风化不仅造成地面物质的松动崩解,形成了冻土地区大量的碎屑物质,而且在沉积物或岩体中还能产生冰楔、土楔等冰缘现象。由于地表水周期性地注入到裂隙中再冻结,使裂隙不断扩大并为冰体填充,形成了上宽下窄的楔形脉冰,称为冰楔。冰楔的规模大小不一,小的楔宽只有数十厘米,深不足1米;大的楔宽可达5~8米,最大深度可达40米以上。当冰楔内的脉冰融化后,裂隙周围的沙土充填于楔内,形成沙楔。沙楔也可能是地面冻裂以后,没有形成脉冰,砂土就直接填充在裂隙中。 融冻扰动一般发生在多年冻土的活动层内。当活动层于每年冬季自地表向下冻结时,由于底部永冻层起阻挡作用,结果使其中间尚未冻结的融土层(含水土层),在上下方冻结层的挤压作用下,发生塑性变形,形成各种大小不一,形状各异的融冻褶皱,又称冰卷泥。 融冻泥流是冻土地区最重要的物质运移和地貌作用过程之一。一般发生在数度至十余度的斜坡上。当冻土层上部解冻时,融水使主要由细粒土组成的表层物质,达到饱和或过饱和状态,从而使上层土层具有一定的可塑性,在重力的作用下,沿着融冻界面向下缓慢移动,形成融冻泥流,年平均流速一般不足1米。由于泥流顺坡蠕动时,各层流速不一,表层流速大于下层,所以有时可把泥炭、草皮等卷进活动层剖面中,产生褶皱和圆柱体等构造形态。

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