正冻土冻胀是寒区工程产生冻害的关键因素，其冻胀过程是水热力相互耦合的动态作用结果，在开放系统中，温度、温度梯度、含水率、水分补给强度等都是影响正冻土冻胀变形的重要因素。冻土冻胀是水分迁移产生的竖直方向分凝冻胀和原位冻胀的共同作用，其冻胀力学特性属于各向异性。本研究参考规范内土体含冰量随冻结的变化过程，考虑泊松比、地下水位深度、降温速率等因素，得到正冻土的在冻结过程中水平与竖直方向的冻胀系数的计算方法，通过对比粉土和粉质黏土的冻胀系数，与试验结果吻合较好。案例中粉土在-0.2～-3 ℃、0.2～1 m范围内竖向冻胀系数为-1.37×10-3～-7.67×10-3，水平向冻胀系数为-0.81×10-3～-4.85×10-3，差值百分比为10.4%～77.7%，说明考虑分凝冻胀产生的各向异性是必要的。本研究提出的水平与竖直方向的冻胀系数计算方法，可以为科研和设计工作提供参考依据。
季节冻土区因基土冻融破坏而造成的渠道护坡工程的位移、破坏屡见不鲜,大型高地下水位渠道渠基土含水率高、冻胀性强、冰推力大,对护砌结构综合指标要求更高。室内模型试验与示范工程表明,格宾网垫护坡结构可有效地降低渠道边坡土体的冻前含水率,具有较强的基土冻胀、融沉适应性,而且又有较强的生态效果。将为进一步完善格宾结构的抗冻理论与工程实践提供参考。
利用冻土学基本理论结合哈尔滨至齐齐哈尔客运专线实例,以其沉降监测网复测数据为研究对象,分析和研究了季节性冻土地区沉降监测网工作基点的不同状态。沉降监测网工作基点稳定性是在环境温度变化、冻土深度变化、地下水埋深等多种因素综合影响下共同作用的结果,环境温度的变化会导致冻土深度的变化,这二者结合又影响着工作基点稳定性,而地下水位的深浅也影响着工作基点的冻胀时间和总的沉降量。
以辽宁西部冻土为研究对象,模拟现场地下水位,对10种重塑土进行了大试件防冻害置换层参数确定试验研究。试验结果表明:对于辽宁西部季节性冻土,当置换层位于地下水位以上30cm、最大冻深的62%,且厚度为冻深的30%时,有明显的防冻害效果。
道路冻深的确定是季节冻土区路基防冻设计的主要内容之一。根据长余高速公路典型路段道路冻深的现场观测资料 ,对确定道路冻深的各种现场方法的优缺点进行了对比 ,并且对影响道路冻深大小的气温、地下水位、土质和含水量、线路走向和路基断面形状等因素进行了分析探讨
