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人工冻土融沉特性及其对周围环境影响研究
一、引言
随着我国经济的高速发展，城市化进程日益加快，人类对土地和水资源的需求越来越高，这种需求在北方地区尤其突出。然而，由于北方地区的气候特点和土壤条件，使得一些工程的建造和使用受限。其中一个主要的问题就是冻土的存在，它增加了建筑物的基础设计难度，同时也会对环境造成一些不利影响，如地面沉降，建筑物倾斜等。因此，本文将探讨人工冻土融沉特性及其对周围环境的影响。
二、人工冻土的定义
人工冻土是指将水在地下或地面上的土壤中自然冷却至冰点以下，使其固化为一种类似天然冻土的土层。实际上，人工冻土是一种新兴的处理方式，不同于其他的土工处理方法。
三、人工冻土融沉特性
1.人工冻土的原理
人工冻土可以通过往土壤中注入一定的冷却剂实现。冷却剂的种类和使用情况有很多，如冷水、液体氮、二氧化碳等。当将冷却剂注入土壤中后，通过冷却剂的散热和烟气的温度传递，可以形成一层致密均匀的冰雪层，从而改变土壤的物理性质和机械性质。于是实现土壤自然固化和增强其承载能力，从而达到建设安全和环保的目的。
2.融沉特性
随着人工冻土的日益普及和应用，人们发现其融解后容易引起周围地区的沉降。这是因为人工冰层的融沉是一种非对称过程，融化的速率比凝固的速率快，当冰层开始融化时，土壤开始失去冻土层的支持，从而导致地面下沉。同时，还有一个较长的恢复时间，需要土壤重新上升并夯实，以恢复其原有的土壤承载能力，从而使得冻土融沉的周期相对较长。
四、周围环境影响及其对策
1.对周围环境的影响
（1）地面沉降。
由于人工冻土融解后，土壤开始失去了冻土层的支撑，这可能导致地面沉降，尤其是在高桥、大坝等结构上面。
（2）建筑物倾斜。
由于地面沉降，建筑物可能出现倾斜或隆起现象。
（3）水文变化。
人工冻土的融解和危险时，会导致土体的水文变化。这会进一步影响周围环境的稳定性。
2.防范措施
在建造之前，必须对现场情况进行全面评估，制定相应的防范措施。以下是一些常依赖的防范措施：
（1）多次监测。
在冻土工程建造和使用过程中，需要多次监测现场情况，以便于及时处理不利影响的情况。
（2）做好排水工作。
排水是土地稳定性的关键因素之一。在人工冻土工程建造过程中，必须做好排水，以确保地面不出现沉降和倾斜等现象。
（3）加强地基支撑。
加强地基支撑和增强土壤的承载能力是防范人工冻土因融沉导致的地面沉降等不利影响的重要措施。
五、结论
冻土是一种常见的北方土地特色，其存在给工程建设和使用带来了不少困难和不利影响。为了充分利用北方地区的土地资源，人工冻土被广泛应用。然而，在应用过程中，人工冻土融沉问题是不可避免的。本文从人工冻土的定义，融沉特性以及周围环境影响等方面入手，探讨了人工冻土融沉特性及其对周围环境影响的问题，并提出了相应的防范对策。