针对寒区隧道衬背脱空积水冻胀可能严重危害行车安全的问题，开展了考虑排泄条件的隧道衬背脱空积水冻结模拟试验，在试验中引入了地下水补给/排泄通道，明确了2类脱空积水冻胀机制；使用数值模拟软件ANSYS建立了衬背脱空积水冻胀数值模型，揭示了脱空处冻胀力对衬砌结构承载特性的影响；通过在虎峰岭隧道进行温度监测，得到了纵向温度分布，建立了衬背脱空底部温度求解模型，分析了衬砌表面温度与脱空底部温度的对应关系，并提出了衬背脱空积水冻胀高发段落预测方法。研究结果表明：水的补给/排泄通道不冻结的脱空处不会产生冻胀力，通道先冻结的脱空处会产生较大冻胀力，当冻胀力大于围岩压力时，冻胀力会沿初期支护与二次衬砌的接触面释放，向压力较小的地方消散；无冻胀力时隧道衬砌结构拱顶脱空中线部位的沉降最小，冻胀力对脱空部位的沉降有显著影响；在隧道横断面上，距脱空中线部位越远，冻胀力引起的位移越小，在隧道纵向上则无明显差异；随着脱空内冻胀力的增加，隧道衬砌结构会出现相对隆起以及与衬砌结构整体受力这2种受力状态，脱空部位混凝土则由全截面受压逐渐变为局部受拉；当脱空底部日周期温度波动幅度在1℃以上，且以脱空底部温度-5 ℃作为脱空...

在研究冻土时，经常需要进行大量的数据收集工作，图线能清晰展现数据分布特点，在冻土发育研究中具有重要意义。利用Excel处理和绘制数据，能有效减少人为误差，提高工作效率，更好地满足科研需求。通过筛选处理哈尔滨黑龙江大学寒区地下水研究所的寒区低温地温自动检测装置所监测得到的数据，在该研究中，采用Microsoft Office Excel软件绘制了冻土发育过程线，并对2023年11月29日至2024年4月2日研究区域内全阶段的冻土发育过程进行了深入分析。

生活垃圾焚烧炉渣是由生活垃圾焚烧产生的副产物，试验以生活垃圾焚烧炉渣、水泥、石子等为原材料，采用正交试验法分析炉渣混凝土的抗压强度和弹性模量，并探讨加入生活垃圾焚烧炉渣后混凝土的微观形貌变化。通过对比冻融作用下混凝土性能的变化，分析炉渣混凝土用于寒区道路工程的可行性。研究结果表明：养护时间和生活垃圾焚烧炉渣的掺量是影响混凝土力学性能的主要因素。当掺入微量炉渣时，混凝土抗压强度降低，当掺量增加，混凝土的抗压强度随之增加，但当掺量增加到一定阈值时，混凝土的抗压强度又随之下降。总的来说，在混凝土中加入适量的生活垃圾焚烧炉渣可以在保证混凝土最终强度的前提下利于混凝土早期强度的形成，最优替代率范围为33.0%～49.5%。此外，在冻融循环作用下，炉渣掺量适当的混凝土，其抗冻融耐久性明显优于普通混凝土，最优替代率范围为24.8%～41.3%。综上，生活垃圾焚烧炉渣可用作寒区道路工程混凝土骨料。

寒区、严寒区隧道的冻胀是影响隧道全周期寿命的重要问题。围绕某中高纬度的严寒区客运专线建设需要，研究了隧道浅埋洞口围岩冻融圈岩土体不同冻胀率下的衬砌结构力学响应，提出了临界冻胀率条件，即（1）衬砌结构最大拉应力超过材料抗拉强度标准值；（2）衬砌结构发生超过规定的位移值。对于该工程浅埋洞口岩质围岩和土质围岩，判定临界冻胀率分别为2.00%和3.10%，并采取注浆封闭冻融圈输水通道、设置排水盲管、隧道结构铺设保温板等技术措施，保证了洞口运维期的安全。

【目的】我国季冻区交通网在地震带上的占比持续增大，有必要研究冻融循环与地震动双重作用对寒区隧道洞口段的影响。【方法】通过水热力三场耦合控制方程获得衬砌背后冻融圈内随时间变化的冻胀荷载，一并与自重应力近似考虑为初始地应力，将地震荷载等效为各质点的体积力，考虑冻融循环对冻融圈内土体强度与衬砌力学参数的影响，采用拟静力法研究寒区浅埋隧道洞口段地震响应规律。【结果】无论冻结与否，不易察觉的墙脚部位最易进入塑性，仰拱呈现内拉外压的受力特征，顶部拱圈、侧面曲墙等部位受力均匀且较小。地震对衬砌的影响均表现出破坏的可能性随冻融时间（次数）的推移而增大，尤其以墙脚内侧压应力区最为明显。受统计方法约束，冻融前10 a衬砌的地震响应较弱，从冻融第15 a开始洞口段衬砌地震稳定性有了较明显的劣化。【结论】相较于冬令期，融化期发生地震时隧道结构的稳定性更差。在全球气候变暖的背景下，更应深入研究寒区隧道洞口段融化期的地震响应规律。

为解决寒区衬砌冻胀问题,依托新疆某水电站引水隧洞工程,建立冻结圈整体冻胀模型,分析衬砌冻结深度和冻胀应力的变化规律。结果表明：在长时间的低温环境下,孔隙水会在冻结过程中发生相变,导致围岩的冻结区域扩大,从而使冻结深度增加。在冻结作用影响下,围岩的位移发生了显著的增大,尤其是在拱腰和拱顶部位,位移幅度更为显著。其中水平位移增大了12.38倍,竖向位移增大了10.8倍,拱顶处的竖向位移增大了5.94倍,拱底处的竖向位移增大了2.11倍。隧洞断面围岩的最大和最小主应力均呈现出空间分布特征,隧洞围岩的应力分布发生了显著变化,拱底区域的应力变化也相对较大,而拱腰区域经历了最大的应力波动。同时结合相关工程经验,提出寒区引水隧洞衬砌冻胀特性冻胀防治措施,能够为寒区引水隧洞的建设和运营提供更加可靠的保障。

随着寒区资源开发和工程建设规模逐渐扩大，将导致过量重金属持续进入冷生土壤圈中，进而影响寒区土壤生态环境。本文通过文献回顾，对寒区土壤重金属物质来源与排放、空间分布、迁移规律、转化机制以及修复与治理等五个方面进行梳理。寒区土壤重金属受人类活动影响显著，其中，工业排放、交通运输、矿业开发以及农业活动等是寒区土壤重金属的重要来源；重金属在土壤中具有不同分布特征且容易发生迁移，主要取决于人类活动和土壤母质两种因素，且土壤性质、重金属自身特性和外部环境等因素也对重金属分布和迁移转化有一定作用；重金属进入土壤对土壤质地、土壤温度、土壤水文以及植被等可以造成不同程度的影响，虽然固化稳定、生物炭和淋洗等修复方法可以用于部分寒区土壤重金属污染修复，但需要考虑季节性温度变化对修复效果的影响。因此，鉴于重金属对寒区土壤生态环境影响显著，未来研究仍需要继续加强对寒区土壤重金属监测和安全风险评估并进行及时、必要、积极的修复治理，以防止过量重金属进入寒区并对寒区土壤环境造成危害。

近年来，随着“西部大开发”战略和“一带一路”倡议的深入实施，中国的隧道、公路和铁路建设逐渐向高海拔和寒冷的西部地区延伸发展。寒冷地区隧道向特长、特高趋势发展，然而在寒冷地区修建隧道具有海拔高、昼夜温差大、冬季长时间处于负温等特点，恶劣的气候条件与施工环境给隧道施工技术带来极大挑战的同时，后期隧道也因其地理位置以及气候环境而导致冻害频发，致使隧道主体结构的安全性、实用性和耐久性出现不同程度的影响。通过寒区隧道冻害的原因来探讨寒区隧道的冻害机理，从而了解其规律并提出相应的应对措施。

上部冻层是影响高原露天台阶爆破效果的主要因素之一，为明确高原露天台阶上部冻层在爆破荷载作用下的破断规律，利用颗粒流数值方法模拟了天然单冻层和人工复合双冻层分别在单、双排炮孔作用下的破断过程，分析了冻层破断过程的速度、冲击压力和破断后的块度特征。结果表明：冻层在爆破荷载作用下经历了产生裂隙-局部隆起-宏观断裂的破坏过程，对于人工复合冻层，由于上部增加了碎石土层，冻层厚度增大，削弱了冻层整体的隆起趋势，导致破碎块度增大。双排炮孔之间冻层受到的冲击压力率先达到峰值，但靠近自由面的冻层受到的冲击压力峰值更高。单、双冻层在爆破荷载作用下的破断问题可简化为冲击压力作用下的结构断裂问题。双冻层台阶爆破大块率比单冻层大块率高4%～6%,建议在高原露天矿山爆破中，优先通过冻土层厚度确定需要进行特殊处理的区域，并通过调整延期时间达到降低大块率，提高铲转挖运效率的目的。

相比普通公路、铁路工程，机场跑道具有更为严格的要求，尤其是寒区修建机场，需考虑冻融循环对跑道服役性能的影响。在寒区大温差环境下，地下水汽聚集形成的“锅盖效应”，会加剧跑道的冻融破坏。针对寒区机场跑道工程冻融影响因素、形成机理，归纳寒区跑道工程“锅盖效应”的形成机理，提出改善路基土性能和结构设计、控制水分迁移和防止“锅盖效应”、制定综合管理和维护策略、采取新材料与技术应用等病害防治技术。建议今后应逐步将室内试验、模型试验、数值分析、现场原位试验和实际工程病害检测紧密结合，完善和改进寒区机场跑道工程冻融理论和防治措施，并应用于工程实践中。