为了研究修筑公路对高海拔多年冻土层热状态的影响，开展了新藏公路多年冻土区路段沿线病害调查，在海拔5 400 m地带修筑了冻土地温监测断面与气象监测站点；对气温、地温、辐射强度进行了监测，依据监测结果计算了冻土上限处的热流通量，分析了多年冻土层地温变化特征；基于热传导和热扩散理论，建立了天然地基及普通路基下部多年冻土地温-深度理论预测模型。研究结果表明：多年冻土区公路病害主要由于沥青路面大量吸热导致，热棒、隔热层等主动、被动保护的手段虽有一定效果，但不能改变多年冻土的快速退化；研究区域天然地基与路基中心一天内温差最高达19.66℃,左、右路肩一天内温差最高为4.94℃,天然地基下深层多年冻土温度稳定在-6.0℃左右，路基中心下部深层多年冻土温度稳定在-5.6℃左右，路基下部相较天然地基温度变化更为剧烈，且等温层温度更高；研究区域的辐射强度在一天的10:00～18:00显著增强，在一年的3～6月为辐射强度的顶峰期，浅层地温主要受辐射强度的年周期变化影响；天然地基、路基中心、阴坡路肩与阳坡路肩下部多年冻土层年热流通量依次为-4 001、-14 649、-4 487与58 303 kJ·m

季节性冻土在温度的正负变化下会给公路路基的稳定性带来安全隐患。西藏那曲地区季节性冻土分布广泛，那曲-羊八井段高速公路贯穿季节性冻土区，为明确该路段的温度场分布变化特征，通过对那曲-羊八井段典型路基断面展开温度、含水率现场监测，依据2020年的地温资料进行回归分析，并结合室内试验对监测断面地温振幅、滞后时间和土体热扩散系数等进行分析。结果表明：监测断面地温整体在外界气温的波动下大致呈正弦曲线状变化，地温振幅随深度的增加而减小，并且伴随着滞后时间的顺延，路基在0～4.7 m深度处的每米滞后时间约为24 d/m,路基在0～5.4 m深度处的每米滞后时间约为30.8 d/m;监测断面不同位置土体热扩散系数的不同导致地温对气温的响应程度不同，路基土体的热扩散系数为0.041 4～0.062 8 m2/d,对气温的响应最明显，地基土体的热扩散系数为0.022 3～0.037 9 m2/d,对气温的响应较弱；路基的修建增加了对热量的吸收，在路基中形成一个高温区，通过两侧边坡和坡脚向外散热；路基内部土体含水率较低，且不存在明显的水分迁移；对称式的路基结构不存...

由于现有冻土路基热量计算存在实测温度与辐射强度变化的不匹配性,提出了冻土路基非稳态导热传热计算新方法,并确定了该计算方法下的导热关键参数为热扩散系数与稳态传热计算热量差异的计算公式。形成了一套负温域热扩散系数的测定方法与配套试验设备,并结合路基底部实测数据进行热量计算误差分析。

采用扫描电镜测试了祁连山冻土区天然气水合物储层泥岩和砂岩微观结构。在显微镜下观察到,泥岩由微小均匀的片状多边形块体构成,这种微观结构使得泥岩中水合物以浸染状赋存;而砂岩内部存在分散状孔隙,砂岩中水合物为孔隙赋存。采用瞬变平面热源法测试了含甲烷水合物储层岩石的导热系数和热扩散率。在温度为-9.41～9.41℃时,干泥岩导热系数为0.577～0.853 W·m-1·K-1,含甲烷水合物储层泥岩导热系数为0.704～1.050 W·m-1·K-1。在温度为-8.11～9.28℃时,干砂岩导热系数为0.828～1.271 W·m-1·K-1,含甲烷水合物储层砂岩导热系数为3.850～4.555 W·m-1·K-1。在温度为-9.41～9.41℃时,干泥岩热扩散率为0.712～0.894 mm2·s-1,含甲烷水合物储层泥岩热扩散率为0.792～1.006 mm2·s-1,干砂岩热扩散率为1.198～1.674 mm2·s-1,含甲烷水合物储层砂岩热扩散率为1.403～1.769 mm2·s-1。测试数据表明,对于孔隙型水合物,测定导热系数是一种较好的辨识水合物存在的辅助手段。