在寒冷地带，如果外界温度是-30℃，那么一般冻土层有多厚

冻层深度和当地年、日平均温度有关，直接受到太阳照射强度影响。

1、如果是最低温度-30℃左右，那么类似于冬季的东北黑龙江地区。曾经看到过黑龙江查干湖冬季捕鱼时的电视节目，介绍冰层厚度在15米左右，这也是当地的冻土层厚度。

2、如果是年平局温度-30℃左右，那么比南极地区的平局温度还低，估计冻土层厚度要超过30米。

解冻一米厚冻土土层方法如下：

1、冻土融化方法应视其工程量大小、冻结深度和现场施工条件等因素确定，可选择烟火烘烤、蒸汽融化、电热等方法，并应确定施工顺序。

2、工程量小的工程可采用烟火烘烤法，其燃料可选用刨花、锯末、谷壳、树枝皮及其他可燃废料。在拟开挖的冻土上应将铺好的燃料点燃，并用铁板覆盖，火焰不宜过高，并应采取可靠的防火措施。

3、当热源充足，工程量较小时，可采用蒸汽融化法。应把带有喷气孔的钢管插入预钻好的冻土孔中，通蒸汽融化。冻土孔径应大于喷汽管直径1c米，其间距不宜大于1米，深度应超过基底30厘米。当喷汽管直径D为2．0～2．5厘米时，应在钢管上钻成梅花状喷汽孔，下端应封死，融化后应及时挖掘并防止基底受冻。

4、在电源比较充足地区，工程量又不大，可用电热法融化冻土。电极宜采用16～25的下端带尖钢筋。电极打入冻土中的深度不宜小于冻结深度，并宜露出地面10～15厘米。电极的间距宜按表3．3．4采用。电热时间应根据冻结深度、电压高低等条件确定。当通电加热时可在地表铺锯末，其厚度宜为10～25厘米，并宜采用1％～2％浓度的盐溶液浸湿。采用电热法融化冻土时，应采取安全防护措施。电极的间距（厘米）表3．3．4电压（V）冻结深度（厘米）。

1 冻土的概念

冻土(frozen ground)是指在气温寒冷的地区，含有冰的土层或岩层。如果土层的温度很低，但不含冰，这种土层称为寒土(cold earth)。在高山和高纬度地区，气候寒冷，但降水少，在地表不能形成冰川，由于土层或岩层的年散热量大于年吸热量，使土层或岩层的温度降低，其内部的水就结冰，将土层中的碎屑颗粒冻结在一起，或岩层中的水冻结，形成冻土。因此，冻土并不只是冻结的粘土层，还包括冻结的砂层、砾石层以及基岩表层中裂隙水冻结层等。

按照冻土在不同季节中的变化，可分为多年冻土(permafrost)、季节冻土(seasonal frozenground)和瞬(短)时冻土(instantaneous frozen ground)。多年冻土也称永久冻土，就是冻土层多年都不被融化掉，它们主要分布在高纬度和高山地区，如青藏高原的多年冻土(图6-20)。季节冻土是指在冬季时土层中的水冻结，形成冻土，而在夏季冻土中的冰又融化掉，它主要分布在中纬度地区，如我国长江以北到东北地区(图6-20)。瞬时冻土只是在短暂时间存在，如冬季的夜间土层表层形成冻土层，而到了白天土层中的冰就融化掉，冻土消失，在我国分布在长江以南地区。在多年冻土中，按照冻土的连续性，又可分为连续多年冻土(continuous permafrost)和不连续多年冻土(discontinuous permafrost)。连续多年冻土的冻结层厚且连续分布，而不连续多年冻土的冻结层较薄且不连续，冻结层之间为融区，所以这类冻土又称岛状冻土(permafrost island)或片状冻土。

图 6-20 中国冻土类型及其分布(据童伯良、周幼吾等，1975; 转引自曹伯勋等，1995)

冻土的形成受气候、岩性、地层、含水性、地形、植被、地下水运动等因素影响。对于多年冻土而言，年均气温要低于0℃，而季节冻土则是冻结季节气温低于 0℃。土层的隔热性能越好，越利于冻土的形成，因此土层越细、有机质含量越高、含水越多，越容易形成冻土。阴坡比阳坡，缓坡比陡坡，平地比山坡，都容易形成冻土。植被覆盖能起到保温作用，因此有植被覆盖的地区比没有植被覆盖的地区冻土发育，所以在高原或高寒地区，草原和草甸的破坏都会影响到冻土厚度的变化。地表流动的水体对冻土的形成也有影响，常会在河床的下面形成融区(talik)。

图 6-21 冻土的两层结构及其变化(据杨景春，1985)

2 冻土的结构与分布

多年冻土在剖面上可划分为两层结构，上面为活动层(active layer)，下面为永冻层(permafrost layer)(图6-21a)，也称多年冻层(ever-frozen layer)。活动层随季节而变化，冬季冻结，而夏季融化。活动层的厚度取决于冻土区的夏季气温、土层岩性、植被覆盖、透水性等。活动层厚度的变化对工程影响非常大，在冬季由于冻结而膨胀，地面鼓起，而在夏季因融化地面下陷，这将导致地面构筑物的变形或破坏。永冻层终年不融化，其厚度从数米到数百米。如果今年是一个暖冬，活动层再冻结时深度达不到永冻层的顶部，那么在永冻层与冬季冻结层之间存在一层未冻结的融区(图6-21b); 如果翌年的夏季凉爽，融化深度又小于头年冬季的冻结深度，那么在活动层中的下部留下一层冻结的隔年层(pereletok)(图6-21b)。

冻土的分布具明显的纬向性和垂向性，纬度和海拔越高，冻土越发育。从冻土厚度来看，从低纬度到高纬度，从低海拔到高海拔，它是增厚的(图 6-22 及图 6-23)。如祁连山北坡海拔4000m 处冻土厚100m，到海拔3500m 处厚度减到22m。中国西部各山地随着纬度的增加，冻土发育的下限降低(图 6-23)，在昆仑山为 4400 ～4300m，祁连山为 3800 ～3500m，到天山降到 2500m，而阿尔泰山只有 1100 ～1000m。在冻土类型上，由南向北，从低到高，依次出现瞬时冻土、季节冻土、不连续多年冻土、连续多年冻土。

图 6-22 北半球多年冻土类型及厚度分布图(据 B J Skinner and S C Porter，1994，修改补充)

图 6-23 中国多年冻土发育下限海拔高度和厚度分布图图中数字为冻土厚度

冻土中的冰可分为三种类型: 一是胶结冰，主要在冻土的表层，是碎屑颗粒间的吸着水、薄膜水冻结而成; 二是分凝冰，一般位于胶结冰的下面，是由于冻土层中的一些小冰粒或冰块，使其周围的水汽压减小，水分子就向冰粒或冰块聚集，造成冰粒或冰块长大而形成的冰; 三是构造冰，它是由于冻土层的冻裂，水充填到裂隙中形成的冰，这种冰也会不断地生长并挤压冻土层，造成冻土层的变形，形成一些冻土地貌。

3 冻融作用

冻融作用(freeze-thaw action)是冻土区一种比较特殊的作用，也是冻土地貌形成最主要的动力。冻融作用是指在气温周期性(有年内和年际)变化的影响下，土层中的水反复冻结和融化，造成土层的膨胀、开裂、变形、扰动、流动等复杂变化，形成一系列的冻土地貌和次生构造的过程。冻融作用有两个过程，开始是土层中的水冻结而产生膨胀的挤压作用，可使地表和地下土层发生变形; 其次是冻土层的融化过程，由于在冻结过程中造成冻土层中水分增加，所以在融化时，土层含水量高而变得湿软，容易塑性流动。冻融作用的强弱与活动层的厚度、气温变化的幅度、土层中的含水量有关，在土层中含水量高、温度变化幅度大的地区，冻融作用强。

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