为研究多年冻土地基冻结过程中桩基础的冻拔效应，基于桩周土的冻胀变形及桩土之间的变形协调关系，结合剪切位移法构建了一种考虑桩土界面相对滑移效应的单桩冻拔荷载传递的理论模型.采用有限差分法，通过MATLAB编程对桩基受力微分方程求解，获得了冻拔力的发展规律，并采用现场试验与有限元数值模拟验证了模型的合理性.接着分析了冻胀率、桩土界面本构参数及桩长对桩基冻拔响应的影响.研究表明：冻结过程桩身轴力逐渐增大，冻深附近出现轴力峰值，部分桩土界面会产生滑移；冻至最大冻深2.3 m时桩身轴力达到最大值690.3 kN,滑移段长度约为0.65倍冻深；冻拔力随土体冻胀率的增大并非呈线性增大，主要受桩土界面峰值剪切强度与残余强度的影响；桩长越长，抗冻拔效果越好.

冻拔破坏是冻土区输电线工程中桩基础的普遍破坏形式之一，使用具有抗拔特性的桩是防治桩冻拔破坏的常用手段，其中锥形桩、螺旋桩应用较为广泛。锥形桩具有上小下大的结构形式，螺旋桩通过叶片改变桩-土作用方式，均可提高基桩的抗拔能力。本研究从桩型这一角度出发，从实验、理论、工程应用等方面对国内外研究成果进行系统总结。根据桩型的特点尝试提出改进思路，以期为寒区桩基的长期使用提供技术支撑。

季节性冻土地区如何防止接触网支柱基础发生冻拔破坏，一直是困扰铁路行业的难题。本文对季节性冻土地区接触网支柱基础选型进行详细分析，得出桩基础为季节性冻土地区接触网支柱基础的首选形式，提出了接触网支柱桩基础抗冻拔的具体措施，并结合工程实例对采用此类措施后桩基础抗冻拔的稳定性进行了分析验证。

为深入研究地铁浅埋人工冻土的冻胀特性,以江苏某项目部地铁隧道盾构法施工土样为研究对象,进行人工冻结试验,包括常规土工试验、导热系数试验、三轴剪切强度试验和冻胀试验.数据分析表明:冻结情况下,砂质黏土和钙质黏土的导热系数增大、抗剪强度随围压的增加而增大,两种黏土类型的冻胀率与冻胀力随时间的变化相似,呈非线性增长,可分为强增期、弱增期和稳定期.对冻胀率和冻胀力随时间的变化规律采用2种指数模型进行曲线拟合,拟合精度均在0.98以上.

季节性冻土地区地基土的冻胀破坏是引起建筑物基础产生变形的重要原因。为了深入研究季节性冻土地区影响地基土的冻胀因素,结合长春市具体工程实例,通过有限元模拟软件,实现了热-力-水3个物理场的耦合。基于已有的冻胀理论,考察了负温、初始含水量、土体性质对地基土的影响机理,同时分析了法向冻胀力与各个参数之间的变化关系。研究表明:法向冻胀力与负温、初始含水量近似呈线性增长关系,冻土初始含水量对地基土冻胀作用影响最大;黏土的法向冻胀力最大,粉质黏土次之,粗砂土最小;最大法向冻胀力主要集中在土体深度为0 m～0.6 m范围内,超出此范围,随着土体深度增大,法向冻胀力急剧减小。

针对多年冻土区L型挡墙设计中水平冻胀力计算方法不完善的问题，基于利夫金地基模型及挡墙-土体之间的协同变形原理，分别建立了墙后有无换填土两种情况下的L型挡墙水平冻胀效应计算模型，利用叠加原理及有限差分法对所提出的计算模型进行了求解，并依托MATLAB自行编制了水-热-力耦合分析软件。结合工程实例，应用提出的L型挡墙水平冻胀效应计算方法得到的水平冻胀力值分别与现场实测值、修正土压力值、规范经验值及水-热-力耦合软件模拟值进行对比分析，结果表明：提出L型挡墙水平冻胀效应计算方法得到的水平冻胀力值与现场实测值及数值模拟值在大体趋势上吻合较好，修正土压力值、规范经验值低估了水平冻胀力对挡墙的作用；相比规范经验值及现场实测值，提出的L型挡墙水平冻胀效应计算方法得到的水平冻胀力沿墙高呈抛物线和梯形两种分布模式，更具有普遍性；通过多场耦合分析可知，所提出L型挡墙水平冻胀效应计算方法与水-热-力耦合方法得到冻胀力趋势相似，表明了计算方法的可行性，可为多年冻土区L型挡墙设计提供一定的理论支持和指导。

在深季节冻土区,正冻土和桩相互作用时可能会导致桩基的拔断或整体冻拔破坏。在桩周土冻胀过程中,等截面直桩主要通过桩和未冻区融土间的摩阻力达到锚固效果。而对于端部直径大于桩身直径的扩底桩来说,当桩基有整体上拔的趋势时,扩大头会受到上覆土层的阻力而起到锚固/抗冻拔作用。通过回顾国内外研究文献,介绍了扩底抗拔桩现有的工程背景及应用情况,并对季节冻土区桩基的受力性能进行了总结和分析,主要内容包括:土体冻胀和桩基的相互作用研究,切向冻胀力试验研究和理论研究,切向冻胀力作用下扩底桩基冻胀反力试验研究及理论研究,切向冻胀力作用下未冻区桩-融土间摩阻力的研究概况等。最后,结合现有的研究内容,对季节冻土区扩底桩的应用及研究提出进一步的展望。

石油化工建设中,钢筋混凝土水池同生产建设密不可分。随着经济的发展,人们对安全和环保的要求越来越高。在季节冻土地区,工业建筑中露天敞口地下水池会受到冻胀的影响,应当引起足够重视。以国内某石化装置中的大型雨水监控池为例,分析了季节冻土地区中敞口地下池的冻胀受力情况,结合现有规范对普通墩基础和挡土墙的计算,给出了适合水池的计算方法。

季节性冻土地区基础计算过程中需要考虑切向冻胀力和法向冻胀力,防止受二力影响使建(构)筑物产生破坏。对于是否考虑冻胀力应根据土的含水率、土壤类别、冻土层厚度等现场条件综合评判,不能局限于规范的规定。结合工程建设实例,分别在规范计算取值和现场试桩两种情况下,对季节性冻土地区光伏灌注桩长度进行研究,对比分析了在施工工期、造价成本的差别,为后续类似项目提供借鉴。

在矿井建设中,人工冻结法施工技术被广泛应用,但冻结施工中土体冻胀所带来的危害也不能忽视。本文通过对取自淮南某矿不同深度的细砂土和黏土试样进行人工冻结的冻胀性能试验,得出了这两种试样的冻胀特性以及冻胀力和冻胀率与时间的关系。