冻土-结构物界面力学行为是工程设计的重要依据，界面的力学性能受应力状态的影响。为了探究三维应力对界面力学特性的影响，开展-5℃下不同围压、粗糙度和含水率的冻土-钢三轴剪切试验，分析冻土-钢界面力学特性和抗剪强度参数指标；设计不同因素的正交试验，对各因素进行显著性分析。结果表明：含水率和粗糙度对界面抗剪强度的影响均呈先增后减的趋势，围压与界面抗剪强度呈正相关；含水率低于最优含水率时，应力-应变曲线为强应变软化型，高于最优含水率时，应力-应变曲线为弱应变软化型；冻土-钢界面抗剪强度影响因素由强到弱依次为：含水率、温度、粗糙度和围压。基于损伤力学模型，给出了考虑围压、粗糙度和含水率影响的冻土-钢界面损伤力学模型，该模型可以较好描述峰值强度前的剪应力-位移关系。研究结果可为明晰冻土与结构物界面的极限承载力提供参考。

为了研究冻结过程中，初始干密度、初始含水率对冻土强度和刚度的影响，在-10℃的条件下，对不同初始干密度、初始含水率的冻土试样进行声波测试，观察冻结过程中纵波波速的变化。试验结果表明，黏质粉土在冻结过程分为三个阶段，分别为缓慢上升阶段、快速爬升阶段以及稳定阶段，冻结能显著提高试样的纵波波速；随着初始含水率的增加，试样的峰值波速逐渐增加，冻结过程中波速上升速度逐渐加快；初始干密度越大，试样的密实程度越高，冻结时的峰值波速也越大，但波速上升速度几乎相同。

近年来，冻结多孔介质在地球物理勘探领域引起广泛关注，以往冻土介质中波的传播特性研究多集中在1种或2种介质分界面处，为更直观地反映SH波在冻土层中的传播规律，基于冻结饱和多孔介质的波动理论，建立平面SH波入射下基岩上覆饱和冻土层的自由场地模型。结合Helmholtz矢量分解定理，通过建立动力刚度矩阵，获得饱和冻土中SH波传播速度的解析表达式。分析入射角度、入射频率、胶结参数、孔隙率、温度以及接触参数对SH波传播速度的影响规律。研究结果表明：SH波的传播速度随胶结参数和接触参数的增大而显著增大；整体上随孔隙率和温度的增大逐渐增大；SH波的入射角度对其传播速度影响显著，随入射角度的增大，传播速度呈非线性变化；不同入射角度随各参数变化下均有对应的速度峰值频率，动力响应变化加剧多集中在高频段。

冻胀荷载作用下初始裂纹的形成、扩展导致衬砌结构的断裂是寒区衬砌渠道冻害的主要原因之一。在已有研究基础上，综合考虑地下水水位影响的梯形渠道冻胀力学分析方法及线弹性断裂力学理论，提出高地下水水位梯形渠道冻胀断裂力学分析框架。该模型将衬砌结构表面初始裂纹的失稳扩展及开裂破坏简化为Ⅰ型断裂力学问题，并提出应力强度因子与危险截面位置的计算方法。以塔里木灌区某梯形渠道为原型分析地下水埋深w对衬砌各截面应力强度因子KFⅠ（x）及合理板厚dr的影响规律。结果表明：地下水补给条件对KFⅠ（x）的大小影响显著；当w减小时，KFⅠ（x）呈非线性增大，此时渠道冻害风险也增大，与事实相符。地下水埋深越浅，保证结构安全所需衬砌板的合理厚度dr越大；当地下水埋深为3.0 m时，建议使用的合理板厚为9.0 cm。研究结果可为寒区渠道的抗冻胀设计提供科学依据。

在拱北隧道施工中首次采用的管幕冻结法暴露了设计阶段未能预见的施工期长期稳定性问题，涉及管幕冻土复合结构中冻土与结构接触面的剪切蠕变特性。目前尚缺乏针对冻土与结构接触面的蠕变模型来准确描述接触面的剪切蠕变特性。基于分数阶导数推导建立能够同时描述冻土与结构接触面在衰减蠕变、稳态蠕变和加速蠕变3个阶段力学行为的理论模型，该模型将Maxwell模型中的黏弹性部分替换为Abel黏壶元件，并融合一个由剪应力控制的蠕变加速元件；通过自主改装仪器，得到冻土与钢材接触面剪切蠕变试验结果；基于Python语言开发含分数阶的多参数同步最小二乘拟合程序，拟合对比各因素条件下冻土与结构接触面剪切蠕变试验曲线；最后，分析模型中应力控制加速元件参数敏感性，揭示加速指数N和分数阶阶数λ对加速蠕变阶段的影响规律。研究结果表明：(1)分数阶Maxwell加速模型中分数阶导数明显改善蠕变曲线的非线性渐进过程，而剪应力控制加速元件准确地模拟加速蠕变阶段；(2)与传统模型相比，在不同试验条件下分数阶Maxwell加速模型均展现了更高的适用性和精准性；(3)蠕变模型中加速指数N越大，其加速效果越明显，速率也越快；随着分数阶阶数λ...

梯形混凝土衬砌渠道在季节性冻土地区均会不同程度发生冻胀破坏。文章针对内蒙古河套灌区典型渠道冻胀受力情况进行分析，通过力学方法对冻胀破坏进行判断，为中国北方季节性冻土地区冻胀研究提供技术依据。

冻土膨胀会使燃气管道产生应力集中，导致高压燃气管道极易发生失效甚至破裂，从而引发爆炸事故。为了研究冻土膨胀对管道及法兰连接应力变化影响，使用Workbench对管道及法兰连接进行分析。以位移载荷20 mm为例，观察管道及法兰连接的应力分布情况，并研究其在0～30 mm位移情况下的应力变化。结果表明：管道最大应力出现在管道弯头处；法兰盘最大应力出现在法兰盘与管道焊接处；管道的应力变化随着位移的增加变化最大，法兰盘次之，螺栓的应力平稳增加。

高温冻土本构模型是准确计算冻土体应力与变形的关键。基于修正剑桥模型及双屈服面理论，考虑高温冻土黏聚力及内摩擦角的影响，以整体变形εv-lnp曲线描述试样变形特征，采用应力路径相关因子修正当前屈服面及参考屈服面硬化参量，建立了一个高温冻土双屈服面统一本构模型。结合弹塑性理论推导获得了应力应变关系的增量形式，给出了模型参数的含义与简便确定方法，定义了反映高温冻土当前状态的固结参数及潜在强度，剖析了其与硬化参量之间的相互依赖、相互制约动态循环关系，分析了整个应力路径中的模型状态演化过程，利用试验数据对构建的本构模型进行了验证，结果表明提出的本构模型能够很好地预测高温冻土在常规三轴应力路径下的应力应变行为。

冻土动力学是寒区岩土工程所要考虑的重要内容，是研究冻土抗震和抗长期循环荷载的理论基础。本文主要介绍了冻土动力学参数的测试方法，回顾了冻土动力学参数、冻土动强度、冻土动蠕变破坏特征和冻土动蠕变强度的研究进展，并对部分冻土动态本构模型和动蠕变模型进行了简单的介绍，最后对冻土动力学的发展趋势进行了展望。

该文以“一带一路”国家重要项目西藏羊大公路改建工程为依托，研究高原冻土地区涵洞冻融力学特性，采用Midas GTS NX有限元软件建立钢波纹管涵洞与水下防冻钢筋混凝土管涵4种工况下力学模型，通过设置土层温度变化函数，分析两种高原地区常用涵洞管道材料在经历冻融循环前后土层内力变化，管涵等结构层内力、位移变化以及铺设双向HDPE高密度聚乙烯土工格栅内力变化规律。研究结果表明：在经历冻融循环后两种材质管涵塑性区均增加，但是采用水下防冻钢筋混凝土管具有更好的协调变形能力；钢波纹管涵经过冻融循环后中点与两端主应力、剪应力变化率、不同路基边坡测点位移量均比水下防冻钢筋混凝土管涵小，更适宜在高原寒区使用；铺设双向HDPE高密度聚乙烯土工格栅后可以有效降低路面结构层不均匀变形；将建模理论计算值和施工现场检测数据进行比较分析，验证了该文方法的正确性。