研究和测试表明，土壤凝结成冻土时，其电阻率可增加5～1000倍。在冬季，土壤由浅入深逐步形成冻土高阻层，直到最大冻结深度；在春季反之，冻土高阻层由表入里的消散。在这个周期变化的过程中，冻土深度内的土壤电阻率产生剧烈变化，对变电站接地网的性能产生动态、显著的不利影响，提高了GPR和降低了接触电压允许值。当前，在变电站接地的工程设计中，对此鲜有相关的研究和应用。廊坊柳林220 kV变电站作为重点工程，采用分层土壤模型等效实际冻土条件，首次对接地网的性能进行了工程量化的评估和校验。测试结果表明，采用分层土壤模型等效的方式是可行的，冻土校验和评估涉及安全性评估，是必要的。

多年冻土退化后，融区周期性冻结和融化作用会严重损害输油管道的稳定性.为查明原油管道埋设区多年冻土分布、发育现状，计划分别采用二维、三维高密度电法进行探测.为了进一步研究高密度电法不同探测方式的有效性和冻土的电阻率响应特征，首先在管道下部空间建立未融化、半融化、贯穿融化3种模型，采用EarthImager 2D和EarthImager 3D软件进行有限单元法正演和圆滑约束的最小二乘法反演；随后根据数值模拟结果，对比研究3种模型电阻率响应特征及反演结果的差异性，总结二维、三维高密度电法勘探效果；最后利用勘探实例进一步验证.结果表明，高密度电法在多年冻土探测领域是一种行之有效的方法：二维高密度电法对未融化、贯穿融化探测效果优于半融化状态；三维高密度电法采集数据更加丰富，目标体形态展示更加直观精细，反演结果更加接近理论模型，适用各种冻土融化状态.野外实例进一步验证了数值模拟结果，三维高密度电法的应用也对多年冻土精细探测领域提供了新思路.

在冻土地区，土壤电阻率容易出现变化，直接影响接地电阻的大小。为此需采取必要的措施，降低冻土地区的接地电阻。同时对输电铁塔接地电阻进行监测及测量，是监测冻土地区输电铁塔运行状态的关键手段，能保障输电铁塔运行安全稳定的重要措施。为了更好地提高输电铁塔接地电阻测量的效率及准确度，介绍了输电铁塔接地电阻变频测量技术，并开发了变频测量装置。应用结果表明该变频测量装置能提高输电铁塔接地电阻测量的便利性，更好地实现对输电铁塔接地电阻的在线监测。

音频大地电磁测深(AMT)是以岩石的电性差异为基础来研究地层电性结构的有效探测方法。冻土区水合物具有显著的高阻特征，与围岩存在电性差异，AMT方法可用于冻土区水合物勘探评价。基于祁连山冻土区水合物储层的实际赋存地质特征，结合电阻率测井建立水合物储层的地电模型，采用有限单元法和非线性共轭梯度法数值模拟了AMT方法探测水合物储层的适用范围和最佳采集参数设置方案。当水合物储层孔隙度小于5%、水合物饱和度大于70%、赋存规模小于50 m、埋深超过500 m时，AMT方法难以识别与圈定水合物储层；在水合物可能赋存区域，效果最佳的采集参数为3倍区域宽度的测线长度、11个测点数、4个高频段(100～1000 Hz)的频点数。研究结果可为祁连山冻土区水合物电法勘探提供理论依据和技术支撑。

冬季土壤受冻结作用影响，土壤电阻率明显升高。本研究提出了一种土壤导电模型，搭建了土壤电阻率测量试验平台，依据蒙东地区冬季环境的温度与土壤分层结构调研结果，设计不同含水量的黄土与砂土土壤样本在-20℃的恒温密闭环境内的冻土试验，对比分析不同样本的土壤电阻率随温度的变化情况与规律，将试验结果应用于变电站实例，计算分析土壤电阻率的升高对接地电阻、接触电压和跨步电压的影响规律。

电阻式冻土自动观测仪以内管中灌注的非纯净水作为感应介质，利用含有导电离子的水在冻融相变时电导率发生骤变的特性间接反映土壤的冻结状况。课题组对电阻式冻土自动观测仪的测量原理进行了详细阐述，结合测量介质冻结阻值的测量机理进行冻阻特性实验设计，反映出土壤渐冻和渐化过程中阻值的变化、测量介质的相态变化，从而验证了电阻式冻土自动观测仪可替代TB1-1冻土器，并实现了冻土自动观测。

接地系统是电力系统正常运行的保证，也是保证人身与设备安全的关键所在。季节性冻土区域由于冻结作用的影响，冻土的土壤电阻率明显升高，严重影响了系统的接地性能。根据蒙东地区的冬季环境温度与土壤结构调研结果，构建了相应的土壤导电模型，搭建了土壤电阻率测量试验平台，采用四电极法对各处理的电阻率进行测定。设计不同盐分类型、不同盐分浓度的土壤样本在-20℃恒温密闭环境内的冻土试验，分析了冻土盐分和温度对土壤电阻率的影响。试验结果可为冻土区域接地系统设计提供参考。

了解冻土在三维空间的分布情况、特征、类型,在高纬度地区开展重大基础建设工程的前提。针对特定的冻土调查对象和调查任务,为达到最佳调查效果,采用地球物理方法的组合(综合地球物理方法)。研究建立可以应用于多种、复杂地质环境冻土调查任务的方法技术体系。综合地球物理方法可以有效地降低单一地球物理调查方法在解释方面存在的多解性问题,提高地球物理勘探解释的可靠性。为冻土地基调查提供参考。

在土壤冻融的热物理过程中,土壤中冰和水随着温度变化产生不同电阻,并且在数值上有明显的差异。基于这一特性,文章设计了电阻式冻土传感器,通过感应元器件、信号采集、信号转换处理和终端机等组件,研制了DOZ-1型电阻冻土自动观测设备。通过与TB1型人工冻土器观测资料对比分析,结果满足冻土自动测量技术要求,该仪器可应用于冻土自动观测站,代替人工观测。

为了满足气象要素观测自动化的需求,文章利用水的相态变化与电阻特性关系的原理,采用电阻法研制了冻阻式冻土传感器。结果表明:结合LC振荡电路频率响应变化,建立土壤冻融状态判别模型,获得了冻结层次和上下限深度。经过冻阻特性试验完成了过冷温度与起始冻结过程中电阻数据的测量。由单片机系统完成数据采集、计算、存储和传输等任务,可实现冻土观测自动化。