为研究饱和度对冻结红砂岩动态压缩性能及能量特性的影响，对饱和度分别为0,25%,50%,75%和100%的冻结红砂岩进行SHPB动态冲击压缩试验。研究结果表明：不同饱和度的冻结红砂岩破坏机制主要受未冻水弱化效应、冻结强化效应和冻胀损伤效应3种机制的影响；当饱和度低于25%时，未冻结合水对岩石的动态力学性能产生弱化作用；当饱和度介于25%～75%之间时，冻结强化作用占主导地位；当饱和度高于75%时，水冰相变导致的冻胀损伤占主导地位。冻结红砂岩的峰值强度、耗散能、能量利用率随饱和度的增加均呈先减小后增大再减小的三段式分布规律，且具有明显的应变率效应，而冻结红砂岩冲击压缩破坏的分形维数随饱和度的增加呈先上升后下降再上升的趋势。冻结红砂岩的冲击压缩力学性质及其能量特征均与冻结强化和冻胀损伤的相互作用密切相关。

在新疆大范围寒区矿产资源开发中，边坡矿岩冻融灾害问题突出。为研究寒区边坡冻融岩石细观结构的演化特征，开展了0～120次循环冻融试验，基于低场核磁共振技术获得了循环冻融过程中岩石的细观结构参数。分析结果表明：随着循环冻融次数的增加，岩石核磁孔隙度呈现三个阶段变化特征，T2谱曲线在前20次循环冻融时变化明显，且变化主要表现在第2个峰。循环冻融岩石内部孔隙具有明显的分形特征，孔隙分形维数随循环冻融次数的增加呈现“V”字型变化，60次循环冻融时分形维数最小；随着分形维数的增大，孔隙的复杂程度增加，连通性增强。循环冻融过程中，中孔隙主导了岩石的细观结构演化。

基于冻土应力 应变曲线的细观结构具有分形性质的事实 ,提出了逼近冻土应力 应变曲线的分形方法 .利用分形几何中的线性双曲迭代函数系统 (LHIFS)理论 ,选取垂直压缩因子为参数建立了逼近冻土应力 应变曲线的LHIFS ,其次讨论了使LHIFS生成的线性分形插值函数 (LFIF) (即LHIFS的吸引子 )成为冻土应力 应变曲线的最佳逼近时垂直压缩因子应取的最佳点的计算方法 ,然后给出了利用最佳点求冻土应力 应变曲线分形维数的方法 ,最后给出了简单例子 .提出的方法为编程模拟具有分形性质的地质材料的应力 应变曲线及计算其分形维数提供了一般方法 .

对冻土进行了一次起爆、孔内微差爆破漏斗试验,收集爆破块度进行筛分统计,根据分形理论,计算了冻土爆破块度的分形维数。通过分析计算分布函数的特征参数,分析了分形维数与分布函数特征参数的关系。结果表明,分形维数定量表征了冻土爆破块度的分布情况,分形维数可定量表示冻土爆破的最小块度率、爆破漏斗体积和装药深度,分形维数与冻土破碎的最小块度率有很好的相关性,最小块度的百分率愈大,分形维数愈大,反之愈小,较小的分形维数基本上对应于最佳装药深度和最大爆破漏斗体积。