冻土路基的稳定性与周围的水热状况密切相关。在青藏高原气候暖湿化影响下，高速公路冻土路基的大尺度特征及分离式设计，使其面临着显著的地表积水问题。本文基于共玉（共和—玉树）高速公路多期现场调查、无人机航测建模及探地雷达探测等多种手段，结合典型积水路段的地温与水分监测，分析了鄂拉山—清水河段340 km路基病害的空间分布特征及其与积水的关系，揭示了路侧积水对冻土路基病害发育的影响机理。结果表明：共玉高速公路冻土路基病害主要表现为不均匀沉降、过渡段沉降和裂缝，占比分别为77.3%、13.5%和8.6%；研究段病害率为8.4%，其中227 km多年冻土路段病害率达到18.05%；约31%的多年冻土路段存在路侧积水，66.1%的冻土路基病害与积水相关，随着积水面积扩大、积水深度增加以及积水与坡脚间距减小，路基病害也愈发严重；积水路段路基坡脚含水量和地温显著高于非积水路段，且路基下部多年冻土上限也明显低于非积水路段。路侧积水作为长期热源，持续向路基下部多年冻土进行热量传递，包括暖季时的积水热量储存和热量传输，以及冷季冻结初期至中期积水表面结冰后底部继续作为热源的持续传热。这一过程导致路基下部多年冻土...

近年来，季节冻土区滑坡灾害的发生频率逐渐增加且危害加重，引起人们的广泛关注。相对于非季节冻土区，季节冻土区的积雪消融和土体冻融的物理过程是否对滑坡产生影响，有待进一步研究。2002年5月9日发生在中国天山伊犁地区的一个巨型黄土滑坡群（加郎普特滑坡群）为本研究提供了一个理想案例。本研究基于实地勘察、遥感影像判识、气象数据分析和黄土特征试验等方法，探究加朗普特滑坡群的形成过程，揭示其破坏模式和失稳机理。研究表明，加朗普特黄土滑坡群由3个滑坡构成，总堆积方量约1 735.5×104 m3，滑动过程断断续续持续了2天，其形成与发展是多级、多次的推移式滑动破坏过程。加朗普特滑坡群的发生是早期融雪和后期暴雨耦合触发的结果。春季气温异常升高驱动的积雪融水影响斜坡前期变形演化，极端暴雨是滑坡发生的激发因素。另外，特殊坡体结构和地层组合为黄土滑坡发生提供了物质结构基础。结合斜坡变形过程我们建立了考虑降水入渗和冻融循环作用的黄土斜坡变形破坏模式，并提出了黄土斜坡滑面静态液化和坡脚滑动液化的联合是诱发黄土滑坡发生的重要机理。随着气候变化驱动的异常升温事件增多，未来天山季节冻土区发生大型黄土滑坡的风险极高。本...

为揭示寒区高铁无砟轨道混凝土在冻融循环环境和列车疲劳荷载下的服役性能变化规律，建立了“冻融循环+高频疲劳”的试验制度，以C60无砟轨道轨道板机制砂混凝土为研究对象，从损伤过程与能量传递的角度研究了冻融与疲劳耦合作用下的混凝土损伤机理，预测了寒区无砟轨道机制砂混凝土的疲劳寿命。结果表明，高速列车疲劳荷载会加剧无砟轨道混凝土的冻融损伤，混凝土在冻融循环300次后损伤加剧，其力学性能与疲劳性能均表现出加速下降的规律，600次冻融循环后疲劳寿命降低46.3%，刚度衰减幅度增加12.9%，冻融循环造成的缺陷连通是混凝土疲劳性能衰减的主要原因。混凝土主要通过变形所产生的变形能来耗散能量，冻融循环导致最大应变降低与残余应变增大使得混凝土变形性能降低。与常温下的疲劳性能相比，冻结阶段混凝土孔隙内冰有增强作用，且冻结状态下冰能加速内能耗散，因此疲劳损伤情况有所缓解。采用两参数Weibull函数对冻融破坏概率进行分析，建立了考虑疲劳损伤因子的混凝土“冻融+疲劳”服役状态下的寿命分析模型，预测了无砟轨道机制砂混凝土的服役寿命。

由于周期性的冻融循环作用，中国西北黄土区路基工程极易发生冻融病害，常用的解决方法是用改良黄土作为路基填料。目前工业废弃物改性不良路基土已成为工程地基改良处理的新趋向，鉴于西北地区煤气化渣堆存量巨大且资源化利用率低，尝试用煤气化粗渣改良季节冻土区黄土，以素黄土与单掺石灰改良黄土作为对比试验组，通过室内冻融循环试验、电镜扫描、CT扫描试验来探究在冻融循环条件下煤气化粗渣改良黄土的冻融特性及其微观机理，为季节冻土区黄土路基工程稳定性及煤气化渣资源化利用提出一些新的思考。试验结果表明：（1）经历1次与2次冻融循环后，单掺15%煤气化粗渣试验组的冻胀率为0.02%与0.29%，融沉系数为0%与0.05%，素黄土、单掺4%石灰试验组的冻胀率分别为0.43%与0.63%、0.38%与0.42%，融沉系数分别为0.26%与0.22%、0%与0.13%，但在经历3次冻融循环后，单掺15%煤气化粗渣试验组的冻胀率和融沉系数开始增大，5次冻融循环周期内的平均冻胀率和融沉系数分别为0.38%与0.17%，已接近甚至大于素黄土与单掺4%石灰试验组的数值。在前两次冻融循环周期内，平均冻胀率和融沉系数较素黄土组分别...

受冬冻和春融的影响，我国西北高寒地区渠道的冻胀问题比较突出，如何解决渠道的冻胀问题显得尤为重要。本文阐述了渠道的冻胀机理和冻胀造成的破坏，并列举了我国目前主要的防冻胀措施，为后期渠道防冻胀技术的改进提供一定的理论依据。

长距离引调水是解决水资源时空分布不均，保障国家水资源重大战略布局的重要措施，属于名副其实的“生命线”工程。位于中国西北地区的供水渠道大多面对极端寒冷、异常干旱、复杂地质环境等恶劣自然条件，冻胀、水胀、盐胀等灾害频发，极大影响渠道供水效率，严重威胁渠道运行安全，成为制约地方社会经济可持续发展的巨大障碍。“十三五”国家重点研发计划项目“高寒区长距离供水工程能力提升与安全保障技术”以北疆大型供水渠道工程为依托，以水资源高效利用为目标，以确保供水安全为宗旨，以工程防灾减灾为突破点，通过近四年联合攻关，在高寒区输水渠道劣化机理、抗冻升级改造技术、低温运行控制技术以及安全保障与风险防控技术等方面取得一系列创新成果，社会、经济和环境效益显著，应用前景广阔，意义重大。

高温冻土在加载或升温条件下具有较大变形,为充分认识其变形特性及机理,开展一系列室内固结试验,研究了不同含水量（40%、80%、120%）、不同温度（-0.3、-0.5、-0.7、-1.0、-1.5℃）的冻土在分级加载（0.1、0.2、0.3、0.4、0.5 MPa）条件下的压缩变形。采用3种整理压缩试验数据的方法（e—p、e—lg p及ε—p曲线）获取了高温冻土不同温度下的压缩模量、压缩指数及割线模量等压缩性指标。结果显示:压缩模量Es1-2处于高压缩性模量区间,指数函数可很好地描述压缩指数随温度的变化规律,ε—p曲线基本服从双曲线模型。固结系数采用Taylor提出的时间平方根法计算,发现高温冻土固结系数与超软土具有相同的量级,且其固结应力的变化规律与软土相似。为了模拟高温冻土固结试验,基于饱和冻土的三相关系、质量守恒及有效应力原理,推导了高温冻土的太沙基一维固结方程,获得了固结系数理论表达式。通过对比固结系数理论值与试验值的量级及随温度的变化规律,发现传统的太沙基固结理论不适用于解释高温冻土变形机理。

高海拔冻土地区环境特殊,地形地貌复杂多用,具有早晚温差大、年均气温较低、日照辐射大、多年冻土等特点。总体而言在高海拔冻土地区进行沥青路面施工难度很大,而且容易出现质量问题。鉴于此,本文将对沥青路面主要的病害类型及其成因进行分析,然后就如何预防和控制沥青路面质量缺陷谈几点看法。

陆域冻土区天然气水合物成矿机制较为复杂,水合物横向难以对比,形成机理不清楚,急需对天然气水合物迁移机理进行研究。文章根据祁连山冻土区天然气水合物发现区钻井揭示的地质和地球化学资料以及岩芯样品分析测试结果进行了综合分析。结果显示,研究区中侏罗统和上三叠统均为较好烃源岩,天然水合物气源以热解气为主,主要由上三叠烃源岩迁移和中侏罗统木里组烃源岩扩散提供,显示了多源多期次的特点。根据地质和地球化学分析,祁连山天然气水合物的形成经历了晚侏罗世—早白垩世的气体运移与聚集、中新世中晚期—上新世整体抬升、第四纪游离气体转化成天然气水合物矿藏3个阶段,经历了"先聚集-再抬升-后成藏"等过程,是构造-气候耦合作用的结果,初步建立了祁连山冻土区天然气水合物迁移机理。

由于不考虑冻融循环等因素的影响,常规分析评价方法不适用于季节性冻土地区排土场边坡稳定性分析,评价结果准确性不高,常见的滑坡机理也不适用于这类滑坡,因此,冻融循环对露天矿排土场边坡稳定性影响机理需要进一步研究。以神宝矿区排土场浅层滑坡为研究对象,通过现场调查、监测、坑探结合室内物理力学试验及冻融试验,分析了季节性冻土区露天矿排土场浅层滑坡滑动机理。结果认为:季节性冻土区排土场浅层滑坡的形成主要是由于冬季土层冻结时水分不断向冻结锋面迁移集聚,在漫长的冻结过程中,冻结层集聚了大量地下冰体,加之冬季降水又无法入渗,全部以冰的形式聚集在冻结层内;在暖季气温升高后,岩土层从上至下融化,冰融化的水无法入渗,冰融化后致使土层含水率急剧增大,加之冻胀作用引起土密实性降低,从而导致土体强度降低引起的。