02 / 自然对流
块碎石多孔介质空气自然对流机理
量化浮力驱动下冷空气在块碎石路基及防护构筑物内的对流换热强度与渗流流态，解析多年冻土上限抬升与深层地温场负温累积的主动调控效应。
块碎石工程体
浮力对流传热
冻土地温稳定性
国家寒区工程与生态环境前沿研究 · 独立学术机构
Cold-Air and Aggregate Environmental GovernanceICAEG · 寒区冷空气与砂石环境治理研究所
寒区 冷空气 与砂石
聚焦高寒风沙区重大基础设施热稳定性机理，深化块碎石层对流传热动力学、风成泥沙孔隙淤堵时空演化及环境协同治理体系研究。
纵深探索 SCROLL
孔隙淤堵指数
0.18
01 — 重大科学命题
多孔块碎石结构， 是高寒地基冬季自然对流排热的核心通道。 当风沙颗粒侵入并渐次阻塞孔隙网络， 原本的主动散热通道将发生热动力学临界突变。
本所瞄准多孔介质流-热-沙多场耦合科学前沿，建立跨尺度对流换热、颗粒迁移沉降与深层地温场长期响应的理论分析架构，定量揭示工程结构从有效排热向储热升温转化的动力学相变阈值。
03 / 孔隙淤堵
风沙动力侵入与有效孔隙率退化演化
揭示高寒多风环境下风积沙沉降、孔隙网络分形淤堵与渗透率衰减规律，研发长效保持对流通道贯通性的防沙阻沙复合工程构筑体系。
风沙多相流动
有效渗透率衰减
通道通畅保障
04 / 综合治理
寒区重大工程地质灾害防控与环境治理
构建涵盖热融沉陷、扬尘风蚀、边坡失稳及扰动区生态复原的立体治理策略，形成全生命周期环境扰动阈值控制与原位长期监测技术规范。
热融沉陷防控
表土风蚀防护
长期立体监测
05 — 仿真计算
多相耦合与热力相变推演
基于多孔介质非达西流与颗粒动力学沉降模型。调节风沙沉降通量，实时推演有效孔隙率衰减、浮力驱动垂直对流通量及下伏地温热平衡的动态非线性响应。
-1.2°C
- 沉降通量指标
- 0.28
- 有效孔隙率
- 0.38
- 对流风速 (m/s)
- 0.48
- 热动力学模态
- 主动高效排热 (Active Cooling)
参数化理论模型演算
06 — 技术路线
立足高寒极端环境原位野外观测，贯通物理模型试验与跨尺度两相流数值仿真（DEM-CFD），严密论证热质传递动力学阈值。
- 01深孔地温梯度阵列BOREHOLE THERMOMETRY
- 02三维输沙通量监测AEOLIAN FLUX MONITORING
- 03多孔介质浮力流场NON-DARCY CONVECTION
- 04微细观孔隙沉积演变PORE-SCALE AGGREGATION