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中国南极中山站区冻土融沉和冻胀模拟试验及基础对策研究
中国南极中山站位于南极大陆的乔治王岛上，是我国在南极的唯一科研站点。由于南极大陆的极端环境条件，该地区的地质条件与其他地区有着很大的不同，其中冻土是影响建筑物基础稳定的重要因素之一。因此，对于南极中山站地质环境下的冻土融沉和冻胀问题，进行模拟试验和基础对策研究，是非常必要的。
一、冻土融沉问题
1.冻土融沉原因分析
南极地域天气寒冷，全年温度极低，冬季温度甚至可以到达-50℃以上。由于低温条件下，地面下深度处的水分子会形成固态的冰层，这种条件下的矿物、土壤和其他物质构成的冻结土被称为冻土。夏季来临时，南极地区温度升高，融化水在地下，形成所谓的融沉层。融沉的原因是与南极地域地表水环境有关。雪和冻土之间的水无法渗入土壤，加速形成冰层。当温度升高，表面的冰层融化，地下的水分流入其中，导致冰层迅速变薄并减少了承载能力。
2.冻土融沉的防护手段
对于南极中山站基础的建立和维护，需要采取针对性的措施，预防或缓解冻土融沉的影响。找到适合南极冻土环境下的建筑物基础类型至关重要。抗冻性和耐久性也是冻土建筑基础的关键要求。
一种常见方案是使用钢筋混凝土基础。该种基础常常是下放到土壤表面以下的固定深度，并加深到冻土底下至少1.5米，以确保建筑物在冻土下不受影响。但同时也需要增加基础的面积以分散载荷，如采用抗冻水泥进行加固。选用材料时，需要考虑到南极定居地的低温特征和地面粘性。
二、冻胀问题
1.冻胀的原因分析
在南极地区，气息进进出出很常见，陆地动物生长相对缓和，很稳定，从而形成完整的生态系统。冰雪融化和结冰的背景下，海底、地面和抬升了的岩石不断移动产生了巨大的压力，这些都导致了地面不断变化的情况，并形成了洼地和小山丘。
其中，水分渗透到地下，随着南极大陆全年变幻无常的温度，而冻结膨胀，从而引起冻胀问题。由于冻结水的体积增大，随之而来的冻胀将地层变形和瓦解，导致建筑物、道路和地下设施的基础受到破坏。
2.冻胀的防范手段
针对冻胀问题，通常采取的手段主要有两种，分别是压实和外振动。压实是通过重物加压，降低被压土壤的空隙率来使土壤变得更加坚实。外振动则是将压力外抖动，以减小地基的可塑性和压缩性，从而提高地基抵御变形的能力。
此外，也可以在设计建筑时使用异形基础，来可以进一步减少在地面冻结和融化过程中所需的温度扰动对基础的影响。
总之，南极中山站的冻土融沉和冻胀问题，需要采取科学合理的基础设计和技术措施，保证建筑物基础的稳定和安全。同时，在建造完成后，也需要进行定期检查和维护，保障基础的长期稳定。