为研究机器学习（Machine Learning,ML）方法在冻土力学参数预测中的性能及其应用，本文采用4种ML算法（DT、MLP、SVM以及GP），基于116组冻结黏土定向剪切试验数据，以中主应力系数b、主应力轴方向角α、平均主应力p和温度T为输入，以冻结黏土的力学参数(应力应变曲线（Stress-Strain Curve,SSC）模式和破坏强度qd)为输出，建立预测模型。通过交叉验证以及与补充试验数据的对比，评估了ML模型的预测性能。并基于最优ML模型分析在多输入参数空间下冻结黏土力学参数的分布，最后结合模型的可解释性（SHAP方法）进行参数敏感性分析。结果表明，基于ML方法可准确预测出冻结黏土的SSC模式和qd，其中MLP模型的预测表现最优；ML预测模型可以在多参数空间下模拟出冻结黏土SSC模式和qd与各输入参数之间的复杂非线性关系；通过SHAP方法有效量化了四种输入参数对于冻结黏土力学参数的影响程度：对于SSC模式的影响程度从大到小为α、p、T和b，对于qd的影响程度从大到小为T、b、α和p...

使用数字高程模型和中国MODIS逐日无云500m积雪数据，研究了新疆高寒山区的叶尔羌河流域.根据泥石流灾害点的分布特征，该区域被划分为泥石流发育区(极高/高易发区)和非发育区(低/极低易发区),并分析了各分区的地质条件和积雪演变特征.研究结果表明：(1)泥石流发育区主要的地质条件：海拔为4 000～5 000m、坡度为8°～20°、阴坡坡向(占发育区3.10%).灾害点多集中在海拔小于3 000m、坡度为8°～20°、半阴坡的区域.(2)极高易发区的积雪覆盖百分比(SCP)在所有区域中最小(平均SCP为10.26%),年际变化最大(标准差条带面积最大).高易发区绝大部分时间SCP最高(平均为40.52%),年际变化较小.(3)泥石流发育区的积雪天数(SCD)为110.6d,长于非发育区(86.86d),积雪开始时间(SCOD)和融雪开始时间(SCMD)也较早(SCOD:339.46/342.70DOY;SCMD:97.59/102.46DOY).两个区域的SCD和SCMD均呈现减少趋势，SCOD呈增加趋势，但发育区的变化趋势较为显著，使其SCD更长.对叶尔羌河流域泥石流发育地形和积雪演...

相比常规岩体，高寒区冻融环境下岩体的力学参数及破碎特征均存在显著变化，其矿岩爆破开挖也难以直接应用传统设计参数，开展冻融环境下的爆破工艺参数研究具有重要意义。研究以巨龙铜矿为依托，在分析冻融循环对岩石力学特性影响的基础上，开展了冻融环境下矿岩的单孔和双孔同段爆破漏斗试验，测定了爆破漏斗几何参数和块度分布，采用拟合方法确定了爆破设计的合理参数，并对比分析了该矿山四种不同岩性条件下的爆破漏斗参数变化。结果表明：冻融循环作用下岩体力学特性显著衰减，单轴抗压强度和弹性模量下降幅度可达40.6%、54.0%;不同岩性条件下冻融矿岩的单孔爆破最佳埋深比为0.678～0.789,最佳药包埋深与漏斗半径比值分布在0.875～1.076范围内。针对知不拉矿区炮孔孔径152 mm,矽卡岩孔网参数为4.5 m×3 m,炸药单耗0.56 kg/m3;凝灰岩孔网参数为5 m×4 m,炸药单耗0.63 kg/m3;针对巨龙矿区孔径310 mm,凝灰岩爆破孔网参数为7 m×5 m,炸药单耗0.61 kg/m3;花岗斑岩孔网参数为8 m×5 m,炸药单...

以上海江浦路车站冻结工程为依托,选取冻结施工影响范围内的主要土层（5）1-1灰色黏土以及上海地区施工中常见的砂性土（7）2灰黄色粉细砂2种类型土层,对不同掺入比下水泥改性土的热物理指标、力学强度特征以及冻融特征进行试验研究,同时根据室内试验结果,采用数值模拟方法分析水泥改性后的冻土整体冻胀对环境的影响。研究结果表明:随着水泥掺入比的增大,黏土、砂土的冻结温度和导热系数线性减小,力学强度线性增大,弹性模量指数增长。水泥黏土和水泥砂土的最优掺入比分别为12.5%和10.0%。经过水泥的改性,黏土的冻胀率和融沉率分别减少了53.5%和55.6%,与水泥土冻胀效应数值分析结果基本一致;粉细砂的冻胀率和融沉率分别减少了41.2%和44.3%,改性效果明显。

融雪水是东北地区春季径流的重要来源，融雪径流过程的可靠模拟及预报可为科学管理和调度春汛期水资源提供参考。东北寒区年度内存在融雪径流和降雨径流两种产流模式，流域物理空间属性差异对融雪径流产流模式影响显著，为了解决东北寒区融雪径流空间异质性问题、提高SWAT模型模拟及预报精度，提出对SWAT模型采用单站点和多站点联合参数率定的策略。首先，利用白山水库入库流量进行单站初步参数率定，进而，采用多站点对融雪径流参数进行率定，并将该参数移植到单站初步率定参数集。结果表明：单站初步参数率定后模拟得到年度（1—12月）、夏季汛期（6—9月）、春季融雪期（3—5月）验证期月尺度确定系数（R2）分别为0.76、0.74和0.58,日尺度R2分别为0.71、0.75和0.51;单站和多站点联合参数率定后模拟得到年度、夏季汛期、春季融雪期验证期月尺度R2分别为0.80、0.74和0.79,日尺度R2分别为0.74、0.78和0.61。在月尺度和日尺度上，单站和多站点联合参数率定较单站参数率定后春季融雪期的模拟精度分别提高了...

自然因素或人类活动可使地球表层或内部应力发生变化，进而产生灾害事件。获取灾害事件与灾害过程的关键地学参数对于准确理解灾变过程、科学解释灾变机制、正确拟定应对策略具有重要意义。InSAR技术已广泛应用于自然因素或人类活动导致的灾害事件与灾变过程的参数反演。本文首先介绍了InSAR卫星的发展和地表形变监测的基本原理；然后分析了InSAR地学参数反演在地震、火山活动、地下水抽取、矿山开采、冻土冻融、冰川运动、地下流体迁移等各类潜在致灾事件中的研究现状；最后分析了InSAR地学参数反演存在的主要挑战和问题。

露天矿高台阶爆破普遍存在大块率高的现象,在地处西藏高寒高海拔地区的玉龙铜矿,受冻融循环等因素影响,表层大块率高的情况尤为明显。结合玉龙铜矿地质条件、环境因素及爆破作业实施效果,从孔距、排距、装药结构等方面分析与调整,进行爆破参数优化。经过多次调整与试验,表层大块率高的情况有明显改善,表层大块率控制在3%以内,取得了较好的效果。

为分析寒区渠基黏土热参数的随机分布特征及概率分布模型,以寒区渠基黏土的导热系数为样本,结合经典分布拟合法、多项式逼近法、最大熵法和正态信息扩散法,分别对寒区渠基黏土热参数的概率分布规律进行了研究。首先通过分析热参数的离散性,并比较概率分布曲线、拟合检验值和累计概率分布值,对不同方法描述热参数随机性的优劣进行了评价;然后,基于寒区渠基黏土热学参数对温度的敏感性,提出了一个可以达到理想拟合精度的寒区渠基黏土热参数概率推断的区间取值标准。研究结果表明:寒区渠基黏土的热参数具有随机变量的特征;正态信息扩散法可以描述热参数样本的随机波动性;在4种方法中,正态信息扩散法的拟合精度最高。使用3.5σ法,将[μ-3.5σ,μ+3.5σ](μ为随机变量的均值,σ为标准差)作为概率函数推断时的取值区间,同时考虑偏度的影响,可使得累计概率值达到1.000 0的精度,能够较准确地推断热参数的概率分布函数。

为了研究季节性冻土区铁路桥墩及周围场地的振动特性,选取哈大（哈尔滨—大连）高速铁路沿线某桥墩及周围不同场地进行了现场测试,并利用相似分析定义了无量纲参数a/（v2/L）(列车运行引起的场地加速度峰值a与列车速度v2除以列车总长度L的比值)和R/L（场地到桥墩的距离R与列车总长度L的比值）,同时结合数值模拟对不同场地在不同季节的振动衰减特性进行了分析。研究表明:桥墩与场地的振动特性明显不同,在桥墩两侧0.8 m范围内场地的振动特性不受冻结作用的影响;在堆积填土侧Y和Z方向的振动都出现了放大,而在未堆积人工填土侧仅Z方向的振动出现了放大;在冻结季振动衰减要小于非冻结季,且冻结作用对堆积填土侧振动的影响更加显著。

冻土的松弛模量是进行蠕变力学分析的关键参数。但在理论方面,尚未基于球模仪试验建立较完善的松弛模量表征公式。基于半空间黏弹性理论和分数阶微积分理论,获得了松弛模量公式的非线性Kelvin模型解答并进行了材料参数影响分析。在给出恒载条件下,可以用单轴蠕变试验的分析结果评估基于球形压痕试验的冻土松弛模量来预测准确性。随后分别以冻结细砂的球模仪试验曲线、冻结砂和冻结砂质黏土的单轴蠕变曲线为例,预测了各条试验曲线和冻土的松弛模量,并通过其他试验实测数据进行了检验。结果表明:该松弛模量表征公式的材料参数最少,随各材料参数变化具有较佳单调性;基于球形模板试验,非线性Kelvin解答能对冻结细砂的松弛模量和位移曲线做出合理可靠的预测。非线性Kelvin模型能很好地吻合单轴蠕变试验曲线,基于单轴蠕变试验的冻结砂松弛模量随时间变化规律和数值范围与球模仪试验分析结果较一致,冻结砂质黏土的松弛模量随应力和温度的变化规律再现了已有研究结论。