重复轨道法是利用测高卫星监测南极冰盖高程变化的重要方法。在利用重复轨道方法计算冰盖高程变化时，引入一种基于抗差估计的方法（insrtitue of geodesy and geophysicsⅢ，IGGⅢ）取代传统的最小二乘方法（least square,LS）。利用2019年3月至2021年12月的ICESat-2陆冰高程数据，分别采用LS方法和IGGⅢ方法在东南极Totten冰川流域进行了实验。结果表明，该流域分别呈现出-0.038±0.163 m/yr和-0.040±0.136 m/yr的高程降低趋势，说明IGGⅢ抗差估计方法能够在保留重复轨道方法高数据利用率的基础上，有效地减少异常数据被错误引入产生的误差。利用MEaSUREs ITS＿LIVE高程变化产品对两种方法计算的结果进行了对比，IGGⅢ方法的结果在空间分布上具有更好的一致性。

以昆明地区泥炭质土为研究对象，掺入不同比例的标准硅酸盐水泥制成重塑土样并进行低温环境下单轴抗压试验，研究土样单轴应力应变关系及其抗压强度变化规律。将水泥掺量函数代入指数模型中，引入Riemann-Liouville型分数阶微积分算子，建立改进的冻结改良泥炭质土分数阶指数模型，变换得到不同水泥掺量的应力应变方程组及分数阶导数模型参数。再将温度函数代入指数模型，建立考虑温度和掺量共同影响的分数阶指数模型。运用蒙特卡罗方法计算模型的可靠度，分析模型与参数的相关规律。结果表明，改进的冻结改良泥炭质土本构模型能够较好地描述各水泥掺量和温度下的应力应变趋势，计算值与试验值拟合较好，模型参数较少，便于工程应用。

从工程应用角度出发，基于安全、合理、便捷的原则，探讨高海拔地区冻土深度的估算方法。通过对比现有多种方法，在一种基于气温的经验公式的基础上，提出了考虑海拔气温修正的冻土深度估算方法。算例表明计算结果精度较高，但也可能与土壤性质较为相似有关。为缺乏实测参考的高海拔地区冻土深度取值提供了一种简便的估算方法，当最大冻土深度对工程有重大影响时，建议可在估算结果的基础上适当增加。

冻土是一种具有复杂特性的地质体，温度、湿度、压力、地质构造等因素的变化会导致冻土呈现出不同的特点，给路基设计带来很大的不确定性和复杂性。分析了影响高速公路冻土路基设计的因素、设计的思路和策略、计算方法，并对高速公路冻土路基设计的具体方法如保温隔热法、排水隔水法、复合地基法、换填法、化学加固法、动态设计法等方法逐一进行了剖析，明确在实际应用中需要根据当地的气候条件、工程要求、冻土性质等因素来选择合适的保温材料、铺设厚度、排水系统、隔水材料、换填材料、化学物质以及施工方法，可为高速公路冻土路基的设计和施工提供参考。

该文采用CFD-DEM方法对回转体水下运动兴波破冰问题进行了数值模拟研究，探究回转体运动速度、潜深对破冰效果的影响，对比分析了不同工况下冰盖的裂纹扩展规律和破坏程度，其中速度无因次化为弗劳德数Fr，潜深无因次化为回转体深度与回转体最大直径的比值，记作h。研究结果表明：在回转体运动兴波破冰过程中，回转体中后部冰盖的破坏情况较为严重；随着回转体的运动，冰盖裂纹向前扩展，出现新的纵向裂纹与横向裂纹，待裂纹完全发展后，冰盖呈现出以横向裂纹为主的破坏形式；存在临界速度Ccri，当回转体的运动速度处于临界速度附近时，冰盖的破坏效果较好，对应的速度区间为Fr=0.55～0.75；随着回转体潜深增大，冰盖破坏程度总体呈现出下降趋势，h>3.43后，冰盖不再发生明显破碎。

为提升公路沥青路面设计水平，避免季节性冻土地区的沥青路面在重交通荷载作用下产生温缩开裂病害，影响行车安全性和舒适度。本文分析了季节性冻土地区重交通沥青路面的轴载计算方法、路面结构设计原则、沥青路面层数和层厚确定方法，并推荐了路面结构组合。同时，以某季节性冻土地区的公路为研究对象，分析了车辆轴载对路面弯沉、剪切力及基底拉应力的影响，以评价路面结构设计效果。

分散性黏土冻融循环导致的破坏非常普遍，在我国东北地区水利工程中尤为严重。开放系统中分散性黏土冻融特性有别于非分散性黏土，土体导热系数是土体热分析最重要的参数之一。本文以分散性黏土为研究对象，阐明了影响分散性黏土导热系数的因素；基于Johansen法的改进，建立了适合分散性黏土特点的导热系数预测方法。研究表明，分散性黏土导热系数的影响因素主要为矿物成分、含水率、孔隙率(干密度)和温度。土体温度为负温时，温度越低，土的导热系数越大。初始含水率低于10%,土的导热系数不受温度的影响；初始含水率大于15%,土的导热系数受温度影响较大。饱和状态下的分散性黏土导热系数有别于非分散性黏土，采用串联/并联预测模型方法来计算。所提出的分散性黏土导热系数预测方法和公式，可反映土体温度、土体矿物成分、含水率、干密度的影响，与试验结果吻合，并可为分散性黏土研究和工程应用提供参考和指导。

湖泊是气候变化的敏感指示器，快速准确地获取湖泊水体信息对区域气候变化研究、区域生态环境保护和治理具有重要意义。本文基于高分六号(GF-6)WFV数据，以可可西里地区4个湖泊为研究对象，分别采用单波段法、波段差值法、归一化差异水体指数(NDWI)法提取了水体面积，并以目视解译所得结果作为参考标准，对不同方法的提取结果进行了精度评价。结果表明，单波段法易受浅水区水体影响，但受积雪的影响较小，而波段差值法和NDWI法受积雪影响较大；NDWI法虽能有效提取浅水区水体，但仍受一定程度湖底沉积物的影响；波段差值法与单波段法和NDWI法相比，能有效区分浅水区水体和背景地物。

受到周期性潮汐变化的影响,中国寒区近海混凝土桥梁长期遭受海水冻融及多种耦合腐蚀作用,这严重影响了桥梁的服役性能与使用寿命。为了准确预测桥梁的性能衰退规律,针对桥梁所处环境,分析了桥梁结构的性能退化机理,并借助近场动力学方法在多尺度方面的优势,利用MATLAB-ABAQUS联合仿真方法建立了桥梁劣化损伤预测与评估方法。在此基础上,从混凝土海水冻融损伤出发,考虑温度分布特性、临界饱和度模型、孔隙结晶规律与孔隙压力理论,结合不同孔隙的结晶温度与孔隙累积,通过孔隙变形加载方式建立混凝土微观尺度的冻融循环数值模拟计算方法。随后,根据混凝土微观尺度冻融损伤的计算结果,建立考虑冻融损伤分布的RC桥墩等效数值模拟计算方法。最终,设计制作了RC桥墩节段,进行了海水环境下RC桥墩的冻融循环试验,并利用超声层析成像技术,得到RC桥墩的海水冻融损伤分布。试验与计算结果表明:通过与超声层析成像试验结果的对比,混凝土微观尺度计算模型可以很好地模拟冻融循环过程中孔隙累积与孔隙转化引起的混凝土冻融损伤行为;受到温度分布与相对饱和度的影响,当冻融大于50次后,试件出现明显的冻融损伤界限(冻融深度),且随着冻融次数的增加...

天然气水合物作为潜能巨大、资源量丰富、燃烧值高的未来新能源,但由于其特殊的物理力学性质和赋存状态,经济开采技术仍面临诸多难题。本文以全球勘探发现存在天然气水合物的地区为基础,介绍了全球主要水合物的海陆资源分布及开采难易程度;以主要影响天然气水合物开采方式选择因素为基础,分析了天然气水合物在地层中的赋存类型、成藏模式和储层分类方法;以全球已开展的天然气水合物试采项目为基础,对比分析了现有多种天然气水合物开采方法的优缺点和适用条件;在现有开采方法条件下,为不同赋存状态、成藏模式和储层分类的天然气水合物选择出适合的开采方法,为建立完整的天然气水合物开采技术体系和未来实现商业化开采提供参考。