基于饱和冻土介质波动理论，利用波函数的Fourier-Bessel级数展开法，研究平面P波入射在饱和冻土半空间凹陷地形的散射问题。通过数值算例，分析了平面P波入射饱和冻土半空间凹陷地形时入射频率、入射角度、温度(含冰量)、孔隙率、接触参数等物理力学参数对地表位移幅值的影响规律。研究结果表明：在不同深宽比和入射频率下温度(含冰量)对地表位移幅值影响显著。在不同深宽比条件下，半圆形凹陷地形相对于浅圆形凹陷地形对温度的变化更为敏感。在低频时，竖向位移随入射角度的增加而减小，水平位移随入射角度增加而增大；水平位移随孔隙率的增加而降低，但对竖向位移影响较小。随着入射波频率的增大，饱和冻土半空间凹陷地形中位移幅值的空间分布更加复杂。且随着频率的继续增大，位移幅值随入射角的变化不再明显，而孔隙率的影响逐渐增大，尤其在浅圆形凹陷地形中，孔隙率的增加导致位移幅值更为敏感。此外，在较低温度下(T=-0.7℃)，凹陷地形表面位移幅值随接触参数的变化尤为显著，而在较高温度下(T=-0.3℃)，水平位移和竖向位移变化不明显。
随着季节的变化,季节性冻土区活动层在冻融过程中物性参数变化显著。以东北地区季节性冻土为研究对象,采用高斯随机粗糙面来模拟粗糙不平的冻结层和融化层界面,建立了能精细描述活动层非均匀性的随机介质模型,并进行了探地雷达正演模拟。研究结果表明:活动层的冻结深度和融化深度随季节而变化,其介电常数和电导率也随季节而变化;非均匀性的活性层、起伏不平的冻结层和融化层使雷达剖面中的散射波非常发育,随时间变化,融化层起伏越大,雷达剖面中的散射波能量越强,融化层和冻结层界面的反射波识别越难。同时,证明应用探地雷达监测季节性冻土的季节变化、冻结深度和融化深度的时间和空间变化是切实可行的。
为了有效地对较大范围内青藏高原冻土形变进行研究,改进了永久散射体方法,并将其应用于青藏铁路北麓河段的冻土形变研究。通过与实测数据的对比发现,本文所计算出来的北麓河段冻土路基的形变在趋势上是正确的,说明采用永久散射体方法对高原冻土的形变进行研究是具有很大潜力的。