土冻结过程中冻结相变区非线性特性的理论研究

结合已有关于冻结缘特性的实验和理论研究成果，借助非线性科学中关于"斑图"动力学机制的研究思想和方法，分析现有资料并补充实验，认识单个冰透镜体生成、生长的规律，确定冻结相变区析冰所形成的"斑图"结构的分形几何特征。利用重整化群方法，通过构造适当的标度变换，探讨冰透镜体"斑图"结构形成和发展的动力学理论机制，研究控制参量与宏观外部影响因素之间的关系。土冻结过程中析冰"斑图"发育的动力学机制是冻土科学一个关键性的理论问题，是建立土体冻结过程本构理论的基础。本项研究有助于全面理解正冻土中水-热与相变的耦合过程，对多年冻土地区特殊地貌形成过程的认识，对保证寒区工程建筑物的顺利施工和安全运营，并减小对冻土环境的影响等具有基础性的意义。