通过对内蒙古自治区呼伦贝尔市牙克石市免渡河扎敦水库场地进行地质测绘、地质钻探、地温观测、室内土工试验等，探索该区域多年冻土类型、分布范围、分布特征、厚度、上下限深度及其与地质-地理环境的相互关系，并根据多年冻土层的物质成分、含冰量、物理性质、力学性质和热物理性质，研究冻土工程特性的影响因素，冻土的冻胀性、融沉性及其变化特征。

为研究长春地区季节性冻土在冻融循环作用下土体力学参数的变化,通过对典型地层现场采取原状土样进行室内试验的方法,在试验室内完成原状土、一次冻融土、二次冻融土等三种不同状态下土样的物理力学参数测试,对三种不同状态下土样的主要物理力学参数进行对比分析,得到土体在二次冻融循环作用下力学参数的变化规律,同时对土样在二次冻融循环下的的冻胀及融沉性进行了试验,对影响地基土土体冻胀性及融沉性的主要因素进行了详细分析,并针对其影响因素提出相应的冻害防治措施建议。

针对山东万福煤矿深厚表土采用冻结法施工的基础数据不足及工程经验欠缺等难题,采集万福煤矿的深部土样,开展深厚表土层冻土力学性能参数的测试与研究。结果表明:在本试验设计的冻结温度下,冻土试样的单轴抗压强度、三轴抗压强度、蠕变应力及冻胀力随着冻结温度的降低均呈现增大的趋势,同时深部表土层的冻土蠕变性质表现尤为明显,含水率和采样深度对冻结壁设计的影响不可忽略。通过对原状土单轴压缩试验、三轴抗压强度试验、单轴蠕变试验、冻胀试验等数据进行多元回归分析,综合考虑冻结温度、含水率和采样深度对冻土试样力学性能的影响,归纳得到的数学模型拟合程度高,相关性好,为深厚表土层冻结壁的设计和在不同地层地质条件下力学参数的确定提供了技术支撑。

冻土相关的物理力学参数是采用冻结法设计和施工的重要依据。为填补福州地区该类参数的空白,研究通过对福州地铁8种典型地层进行冻土物理力学试验,获得了这些地层的冻土物理力学参数。此外,通过对比发现冻土的物理力学参数与常规土工试验成果之间存在着对应关系,如第四系土层的比热、冻胀率、冻胀力等参数与含水量呈正比关系型,而与渗透系数、压缩模量之间呈反比关系。第四系土层的导热系数、冻结温度、冻土抗剪强度指标等参数与土的含水量呈反比关系型,而与渗透系数、压缩模量之间呈正比关系。处于原位风化的砂土状强风化花岗岩地层的导热系数、抗折强度明显优于第四系风化地层,而冻结温度、抗剪强度指标则无明显差异性特征。

西藏藏东南地区作为典型季节性冻土地区之一,由于受特殊的地理、地貌、地质及水文气象条件影响,国内对藏东南地区的季节性冻土研究较少,目前很难在相关文献和资料中查找到。以此为研究对象,采用实地调研,室内试验的方法,对藏东南地区季节性冻土进行物理力学性质研究,为当地各项基础工程建设提供依据。

冻土力学性质的影响因素较多,由于土中冰的存在,冻土弹性模量和强度对外界因素的影响非常敏感,但对各因素影响的敏感程度不同,本文基于统计学理论在,对冻土的动弹性模量和动强度进行了显著性研究在,分析表明,冻土动弹性模量随温度、频率和应变幅的显著性检验值sig<0.001,表示该三因素影响都是显著的,而围压的显著性水平sig=0.085,超过了0.05,相对于其他因素,影响并不显著,这说明,温度、频率和应变幅对冻土动弹性模量影响较大,围压影响相对较小。

中国的冻土区(多年冻土和季节性冻土)的分布及其广泛,介绍了对冻土研究的必要性。通过对不同的控制因素(主要有温度、含水率、含盐量、围压、冻融循环作用、不同类土等)对冻土的物理力学性质进行分析,简单介绍新方法在冻土研究中的应用,最后给出未来冻土研究的见解。

为研究复杂应力路径条件下冻土的力学特性,中国科学院冻土工程国家重点实验室与美国GCTS公司合作研发了新型冻土力学试验设备——冻土空心圆柱仪(FHCA-300),该设备通过独立施加内围压、外围压、轴向荷载和扭矩来改变3个主应力的大小和方向,从而更为真实地模拟冻土在地震荷载、交通荷载等多向应力和主应力轴旋转等复杂应力路径下的应力-应变行为.详细介绍了该仪器各部分的组成、传感器和动荷载频率的选取过程以及目前可实现的具体试验类型.此外,着重介绍了冻土空心圆柱仪温度控制系统的设计原理,并且对其控温能力进行了验证,结果证明该系统可以达到预期的降温能力和控温要求.最后利用冻土空心圆柱仪进行了主应力轴静态旋转和循环旋转测试试验,验证了仪器实现包括主应力轴旋转在内的复杂应力路径的能力,初步试验结果表明该设备能够准确再现冻土在复杂应力路径条件下的力学行为和变形行为,可为系统开展冻土在复杂应力条件下的强度、变形特性和本构关系等研究提供技术手段.

冻土具有相变性、流变性和蠕变性等特点,其工程性质异常复杂多变。为确保多年冻土地区公路路基的稳定性,就要了解地表下多年冻土的物理力学性质。依托《漠大线伴行路多年冻土地区路基及桥梁建设关键技术》项目,选取典型冻土路段对路基下多年冻土进行取样,通过室内土工试验分别测定冻土的总含水率、密度、颗粒分析、液塑限、比重、抗剪强度、抗压强度等指标,并对试验结果进行分析。得出:随着深度的增加冻土含水率呈现下降趋势,冻土的密度随着含水率的增加而减小;未冻水和冰对冻土抗剪强度影响显著,总含水率低的冻土抗剪强度高;富冰冻土总含水率超过土体饱和状态的含水率,冻土抗压强度随着总含水率增加而降低。进而为大兴安岭多年冻土地区修建公路和路基沉降变形病害分析提供可靠的理论参考。

季节冻土的冻胀性,多年冻土的融沉性对工程建设危害程度很大,小兴安岭又是冻土的多发区域,因此详细了解和认真研究冻土工程地质的性质以及冻土的勘察要点对冻土工程地质勘察是十分重要的,本文仅就小兴安岭多年的冻土勘察经验提出自已的理解和认识。