冻土的水-冰相变交替过程会造成水文环境与地表工程的破坏，从而导致路基塌陷、山体滑坡、洪水暴发以及冰川溃决等灾害，智能感知潜在风险对保护冻土区工程建筑具有重要意义。采用2017年01月—2023年04月194景Sentinel-1A 影像，利用SBAS-InSAR技术获取了黄河上游沱沱河盆地冻土区形变结果，冻土地表形变明显且空间分布不均匀，监测时间段内最大形变速率可达13 mm/年。冻土区青藏铁路路基形变呈现“冻胀融沉”的季节性变化，暖季匀速沉降，冷季缓慢抬升，在气候变暖背景下暖季逐渐长于冷季；分别将InSAR监测结果与近7年沱沱河盆地GNSS监测数据对比，两者趋势一致；引入降水和气温因素后发现冻土区形变具有显著聚集特征，在人类活动频繁地区存在较大形变。该研究对冻土防灾减灾、保障人民生命财产安全具有重要意义，为高纬度冻土工程建设提供一定借鉴。

多年冻土区连续叶片螺旋桩在季节活动层无螺旋叶片，多年冻土层螺旋叶片与冻土咬合，竖向承载性能良好。通过模型试验方法对多年冻土区螺旋桩叶片宽度的承载特性进行了试验，研究了其承载力曲线与轴力曲线，最后提出多年冻土地区螺旋桩单桩承载力估算公式，主要得到如下结论：无叶片的桩承载力远小于带有叶片的螺旋桩，叶片宽度对螺旋桩承载力影响显著，螺旋桩承载力随叶片宽度增加逐渐增加。不同叶片宽度的螺旋桩，桩身轴力沿桩身深度方向逐渐递减，随着荷载增加桩端承载力逐渐增加，无螺旋叶片的桩桩身轴力变化远小于带有螺旋叶片的桩，桩身无螺旋叶片区域轴力变化幅度与无螺旋叶片的桩相同，桩身有叶片区域轴力变化幅度远大于无叶片区域，随着叶片宽度增加桩身轴力变化幅度逐渐增大。极限承载力随外径与内径比增大，正比例增大，试验可得到外径越大，螺旋桩的极限承载力越高。使用改进公式计算单桩竖向承载力在工程实践中可以有效估算单桩承载力设计值。

为解决冻土路基在温度变化下产生的融沉变形问题，提高路基使用质量，依托国道218线那拉提至巴仑台公路项目第NBTZ-7标段工程项目，结合冻土路基设计和施工实践，采用换填片石法和泡沫混凝土法对冻土路基进行处治，并严格控制施工工艺。施工完成后对路段进行质量检测和温控效果检测，结果显示，其压实度和弯沉值均满足技术要求，且两种方法处理后的路基均有较好的低温保持效果，温控效果在0.9～1.7℃之间，可为冻土路基工程施工提供参考。

针对青藏铁路K1297+055路桥过渡段多年冻土区路基沉降变形，通过现场调查、理论分析及室内试验，分析了路桥过渡段病害产生的成因，采用在桥台台背回填片石的技术措施，并对变形和地温进行监测。结果表明：实施整治措施后的最终沉降量为14.7～15.8 mm，达到规范要求，且地层多年冻土上限较措施前减小约1.5 m，有效提高了路基整体稳定性。

基于现场调研，总结分析了多年冻土区路基沉陷、波浪变形、路基纵向裂缝及边坡破坏等典型病害的产生原因；结合片块石路基结构，分析了该种路基的降温机理；从冻土类型、路基填料、路基设计与施工等方面分析了影响片块石路基整体稳定性及降温效果的因素；在此基础上，从施工准备、地基基底处理、片块石层的填筑与压实等方面研究其施工工艺。

在边坡滑塌、不均匀沉陷等路基病害极易发生的多年冻土区，片块石路基是一种常见的路基结构，而其在高纬度林区的应用研究还相对较少。针对高纬度林区多年冻土体积含冰率高、对温度变化敏感等特征，以高纬度林区某段公路多年冻土片块石路基工程为例，建立冻融循环热力耦合数值模型，分析了片块石路基温度场和应力-应变场的变化规律，研究了路基冻胀融沉的热力学机制。结果表明：高纬度林区多年冻土片块石路基的温度场，在地下2 m内受地表温度影响显著，而地下2 m以下受影响较小，温度稳定在-1.5℃。多年冻土片块石路基的变形以融沉为主，在11月达到最大值，为13.5 mm;而冻胀量在4月达到最大值，为7.5 mm。路基融沉主要归因于冻土的融化，而路基冻胀是由于路基结构本身的冻胀变形引起的。因此，在高纬度林区多年冻土路基采用片块石冲压层和填筑层的结构是可行的，对路基下冻土起到良好降温效果的同时，路基的变形量也控制在了规范要求范围内。

随着我国现阶段的公路建设里程不断增长,相较于常规平原地区,高寒冻土区公路建设过程要克服冻土路基带来的各类不良影响。针对热扰动对冻土区片块石路基带来的影响进行深入研究,在分析该区域高等级公路路基状态的过程中,采集片块石路基的温度状态、吸放热状态和冻融循环状态等方面数据,探讨了其热状态变化的整体规律。研究结果显示:片块石路基在冻土区有着很好的热稳定性作用,可实现主动冷却作用;片块石路基能通过加快温差空气间的流通速度,避免热扰动对路基温度产生过于明显的影响,从而减少热扰动所带来的各类路基病害;片块石路基正下方的最大融化深度正逐步提高;片块石路基的阴阳面存在吸放热不平衡的情况,阳面路肩吸放热量达到阴面路肩吸放热量的2.7倍,阳面坡脚吸放热量达到阴面坡脚吸放热量的2.3倍;随着片块石路基阴阳面吸放热不平衡的发展,其对应的阴面冻土升温速度小于阳面冻土,阴面冻土上限发展程度同样小于阳面冻土。

近年来青藏高原冻土区的路基容易发生融沉现象,究其原因,全球变暖、冻土的季节性变化和人为因素等因子都是导致这种现象的根源。为了青藏铁路的运营安全,对处于岛状多年冻土区的变形路基,通过片石护坡和热棒相结合的方式进行补强。文中根据青藏铁路长期观测系统数据,对路基变形原因,结合路基两侧的天然孔和人工孔进行了路基变形程度、地面孔地温曲线、路基两侧的融化进程曲线等数据分析。结果显示:通过上述治理工程措施,岛状冻土区的冻土人为上限有所抬升,路基本体趋于稳定;由于路基自重和行车荷载等因素作用下路基产生蠕变,从而导致路基发生沉降。

基于高温不稳定多年冻土区长期温度数据,针对片块石路基温度变化、热收支、冻融循环特征进行了分析。结果表明,片块石层作为主动冷却措施的一种,增加了冷热空气的交换,减少了进入路堤的热量,有效地减少了热扰动对路基下路多年冻土热稳定性的不利影响,但观测期间路基中心下的最大融化深度有逐渐增大趋势,且热量在路基阳坡热收支远大于阴坡,右路肩热收支是左路肩的2. 73倍,右坡脚热收支是左坡脚的2. 29倍,这种热量差异引起路基阳坡下伏多年冻土升温大于阴坡,导致阳坡冻土上限发展速率明显大于阴坡。

为了分析片块石路基的尺度效应问题,通过数值手段,计算相同条件下窄幅和宽幅路基的片块石层对流强度和冻土地温。研究结果表明:相比于窄幅路基,宽幅片块石路基的最大对流风速降低了34%,冻土上限下降了1.08 m,冻土年平均地温升高了0.90℃。因此,对片块石路基的尺度效应问题不容忽视,表现在工程应用上,不能简单地将片块石路基直接应用于多年冻土区高速公路宽幅路基,应采取结构优化设计,或与其他结构组成复合路基结构。