为深入了解高原冻融区填石通风路基热量传递规律及沉降变形特征，依托新疆喀喇昆仑山区G219线冻融区新建公路工程，通过现场布设温度传感器和沉降监测点，对填石通风路基的温度变化和沉降变形进行实时监测。监测数据分析表明，填石通风路基对道路内部热量传入起到阻碍作用，并且随填土高度增加，通风路基底部出现明显的温度滞后现象，降低路基的整体沉降变形，减缓阴阳坡效应。

藏区高原公路建设面临严峻的地质与气候挑战，特别是在冻土、湿陷性黄土等复杂土层中，路基沉降问题严重影响道路的长期稳定性与安全性。为解决这一问题，文章以藏区某高原公路工程为研究对象，系统分析了路基填筑技术和抗沉降措施的应用与效果。采取相关技术措施，有效控制了路基沉降，确保了路基的稳定性和公路的安全运行。研究表明，采用的技术方案能显著减缓路基沉降，提高路基的承载能力，为类似地区的公路建设提供了宝贵的经验和理论支持。

本文针对福州某地铁工地富水砂卵石地层土体人工冻结加固施工过程中的冻胀融沉问题,采用注浆补偿的技术方法对土体进行融沉控制,并对代表性测点实施了五个月地表沉降观测,同时提出相关注浆施工过程实时监测方法与冻胀融沉防治措施。结果表明:及时有效地采取地层注浆补偿措施,可使地表各个监测点的变形实测值有效地控制在规范允许的范围内,防控地层土体融沉效果显著,研究可为相关技术人员的工程实践提供参考依据。

哈尔滨地区一年内温差巨大,该地区的冻融冻胀效应对深基坑支护结构的稳定性影响严重。对哈尔滨某深基坑进行监测与分析,结果表明:冻融冻胀对深基坑变形影响显著。土壤处于融化期时,沉降量增大。支护结构在最低温时平移最快。冻融冻胀对距离阴角越近的土体影响越小。基于Prandtl Reuss塑性理论的土体塑性变形模型可用来预估深基坑地表沉降速率与沉降量。研究成果可为类似工况的深基坑工程提供参考,对深基坑变形采取预防措施。

为了研究低温冻土地区软土路基蠕变变形规律,考虑低温和含水率对软土路基蠕变特性的影响,结合KBurgers-MC模型,建立了软土路基的蠕变损伤本构模型。利用C++语言编写了蠕变损伤模型动态链接库文件,通过FLAC3D软件对东港高速公路软土路基蠕变进行数值计算,计算结果表明:桩长对软土路基蠕变沉降有着重要的影响,增加桩长后软土路基蠕变沉降量、蠕变速率和塑性区明显减小;低温环境下含水状态的路基蠕变沉降值小于干燥状态,然而当含水率超过一定界限时路基会发生冻胀现象,导致蠕变沉降量增大;路基的蠕变速率随着温度的升高逐渐增大。将现场监测与数值计算结果进行比较,验证了数值计算的准确性,研究结果对于北方沿海软土路基蠕变沉降的防治具有指导意义。

由于自然环境的限制,青藏高原的大地测量网络十分稀疏,不能满足区域地壳运动监测的需求。干涉合成孔径雷达(InSAR)是非接触监测地壳运动的一种重要方式,但在高原上受到冻土的影响。本文基于2014～2018年的Sentinel-1卫星C波段雷达数据,采用InSAR时序技术分析了冻土形变的时空特征。针对InSAR位移时间序列,采用空间滤波去除了大气延迟、地形效应等局部公共误差,提高了时间序列的信噪比。结果显示,青藏高原的冻土运动可分为差异较大的两类:在大部分冻土区域,与周边高山(基岩)区域相比,冻土地区显示类似的季节波动或一定的长期沉降;在部分冻土地区存在异常快速下沉区域,例如在西藏中部布若错湖西南侧的沉积盆地内,存在一个直径约2 km的漏斗型沉降区, LOS向沉降速率可达约10±2.1 mm/a。构造运动造就了高原上大量沿断裂线分布的河流、湖泊,河床和沉积盆地等广泛分布着冻土,给准确分析构造形变带来很大挑战,本文所得的结果可作为区分冻土运动与构造变形的一种有效判据,也有益于研究高原冻土的物理特性及变形机理。

采用自行研制的冻土-群桩室内模型试验装置,研究在补水条件下,单向冻结过程中融沉土体与群桩的相互作用;测定在相同含水率条件下,不同融化温度时冻土的温度场、桩顶上拔位移和桩不同位置处的侧摩阻力随时间的变化趋势。结果表明:升温回暖过程中,各深度土样温度变化趋势基本相似,具有明显的时间效应,大致可分为缓慢降温阶段、升温阶段和温度稳定阶段,不同位置桩的沉降位移发展规律可大致分为桩身稳定阶段、快速沉降阶段和缓慢沉降阶段;融化温度越高,升温阶段维持时间较长,冻土融沉更加完全,桩最终沉降量也更大;融沉过程中,桩身负摩阻力呈现正负交替分布的状态,融化温度越高,桩身所受的负摩阻力越大,且中心桩所受的负摩阻力比角桩的小。

基于高速列车运行引起的轨道-桥梁-桥墩-季节性冻土区场地的地面振动和沉降问题,选取哈大高速铁路铁岭至四平段某桥墩及周围基础场地为测试段,对实测数据从时域和频域两方面进行分析,研究了桥墩及周围不同场地的振动特性,结果表明:桥墩和基础场地的振动特性存在很大的差异,基础场地对振动有放大效应,且不同基础场地对振动的放大效果也明显不同。结合实测概况建立了桥墩-基础场地有限元数值模型,分析桥墩及基础场地在不同季节的振动传播特性,以及基础场地土体内部的应力分布情况,并利用累积塑性应变模型对重复列车荷载作用下季节性冻土区基础场地的沉降变形进行分析,发现场地振动加速度峰值随与桥墩距离R的增大而衰减,且在冻结季的振动衰减速度明显小于非冻结季的;基础场地地表的累积沉降在距桥墩R=0.5 m处最大,且随着列车荷载作用次数的增加而增加,最后逐步趋于稳定。

基于2012年5月～2016年10月G109线K2967+850监测断面处冻土路基的沉降监测数据资料,根据在冻融循环条件下产生的沉降数据多周期和波动性的特点,以及监测数据采集时间间隔不等长的原因,采用非等时距GM(1,1)灰色预测模型构建了冻土路基累计沉降量预测模型。通过将预测模型的模拟值序列与实测值序列进行对比,验证了模型的模拟精度达到I级以上,证明用此模型对K2967+850监测断面2 m深度以内冻土路基的沉降预测是可信的。

冻土对温度有极高的敏感性,在温度影响下其物理性质会产生冻结和融化,而冻土区路桥过渡段由冻土路基与钢筋混凝土结构组成,因其刚度、强度及材料的不同而引起差异性沉降和桥梁的变形,一直是影响青藏铁路安全运营的一大危害。因此,对传统路桥过渡段结构提出一种改进方法,并通过室内模型试验和传统的路桥过渡段进行比对分析。结果表明:经改进后的过渡段结构对地基具有良好的冷却效果,具有较强的自然对流换热效应,在荷载的作用下,新型结构差异性沉降有了明显改善,极大地减少了过渡段结构因差异性沉降所带来的铁路运输危害。