由降雨引起的侵蚀产沙是全球性的环境问题，在我国青藏高原多年冻土退化区尤为严重。青藏高原风火山流域是典型的多年冻土退化区，降雨及其产生的径流是引起青藏高原土壤侵蚀的主要动力。通过人工降雨试验，对降雨强度、坡度和土地利用类型与径流量、泥沙量的相关关系进行了研究。结果表明：在降雨过程中，降雨强度与径流量呈现正相关关系，随着降雨强度的增大，径流量增大；土地利用类型与泥沙量呈现显著负相关关系，裸地产沙较多，草地产沙量极少，可见草地起着重要的固沙作用；坡面开始产流的时间与土地利用类型呈现显著正相关关系，裸地的开始产流时间明显早于草地，可见草地具有减小土壤侵蚀的能力。因此，实施退耕还林还草、退牧还草等项目，可以有效地防治青藏高原多年冻土退化区的土壤侵蚀。

为探究高含冰量冻土在高温作用下的融化过程和水热变化，在负温环境箱内将干土、冰晶、水按配合比制成温度为-1.5℃，体积含冰量分别为20%、30%、40%和50%的4种冻土，然后利用自制的高功率加热管对4种高含冰量冻土进行了预融对比试验并通过传感器对冻土解冻过程中土体的温度和体积含水量进行实时监测，分析了加热管作用下冻土温度和水分随时间的变化规律以及融化速率；在此基础上，通过现场试验验证了高功率加热管用于预融深层高含冰量冻土的有效性和可靠性，并利用静力触探试验（CPT）判断了土体的融化范围。研究结果表明：加热棒作用下冻土的融化过程可以分为3个阶段，即冰水相变融化阶段、升温阶段和降温阶段；冻土融化由温度梯度和湿度梯度下共同作用引起的水热迁移主导，土体的最高温度随着含冰量和径向距离的增加逐渐减小；高温作用对径向为0～5cm处的融土水分具有显著驱动作用，在加热时间内径向为5cm处冻土的含水量在达到设计含水量之后逐渐减小；冻土在0～5cm范围内的融化速率远大于其他范围且融化速率随着径向距离和含冰量增加而大幅减小；通过水分场判断冻土的融化时间和范围具有一定的滞后性，其会低估冻土的融化速度和范围，建议...

为缓解冻土区水利工程施工进度控制难问题,提出一种基于量子布谷鸟算法的冻土区水利工程施工进度优化方法。考虑成本、技术水平、资源及冻土环境等因素对施工进度影响,以工期最短、成本最小和质量最高为目标,构建冻土区水利工程施工进度优化模型。为提升模型求解效率,采用量子搜索改进布谷鸟算法予以求解。以水利枢纽为研究对象,设置三种情景验证模型有效性,结果表明：该方法能针对不同施工情景实现进度优化。结果可为实际施工提供理论基础。

冻融过程中的土壤温度和水分条件的变化，显著影响季节冻土的土壤呼吸动态，同时土壤呼吸释放的二氧化碳通过加剧温室效应影响气候，从而改变降水、蒸散过程等关键水文循环环节。因此，量化季节冻土的冻融过程与土壤呼吸之间的关系，对预测区域气候和水文循环的动态平衡十分关键。以澜沧江上游类乌齐县的季节冻土为研究对象，基于土壤呼吸和冻融过程连续原位测量数据，建立不同冻融阶段的土壤呼吸单因子模型，分析冻融过程中土壤温度和含水量对土壤呼吸的影响。结果表明，昼夜尺度和单次冻融过程的土壤呼吸通量均呈单峰变化，完全融化阶段的土壤呼吸贡献率约为94%；当土壤含水量大于0.09m3·m-3时，土壤温度对冻融过程中的土壤呼吸影响最为显著；回归拟合中土壤呼吸与土壤温度的指数模型表现最佳，土壤呼吸的温度敏感性指标Q10在融化阶段最高（43.21±4.72），完全融化阶段最低（2.71±0.17），总体随土壤含水量降低和土壤温度升高而减小。研究结果可为青藏高原暖湿化背景下的季节冻土区土壤碳排放的相关研究提供参考。

桩侧土体的性质与分布、桩体长径比是影响桩基础荷载传递规律的主要因素。桩周土体强度高、塑性强，且受含冰量和温度的直接控制，是冻土区桩基础的独有特征。充分理解冻土区桩基础的荷载传递规律及影响因素，不仅有助于冻土区基础工程的设计施工，而且对桩基础变形防控有重要指导意义。利用界面库仑摩擦模型和可以反映土壤塑性的Drucker—Prager准则，模拟计算了不同条件下冻土桩基础的荷载传递过程和承载力变化。结果表明，冻土区桩基础的荷载～位移曲线分为线性段、加速段、破坏段；降低土体温度、减小桩径可以降低线性段的变形斜率，提高极限荷载；而增加桩长会增大极限荷载，但不会显著影响线性段的变形斜率。总体而言，侧摩阻力在线性变形段呈R形分布并由上向下逐步发挥，在极限荷载后呈现正梯形分布；温度越低，桩径越小，桩越长，则桩侧中下部侧摩阻的滞后效应就越显著；桩侧土体热力性质的差异及分布，扩大了侧摩阻力分布的异化特性；桩侧上部土体温度越低，越有利于冻土桩基础的承载性能。

【目标】随着多年冻土区路基工程建设活动增加，形成了大量路堑边坡，因此有必要对冻融作用下多年冻土区路堑边坡的稳定性进行分析。【方法】针对其随机性、小样本、非线性等特点，利用支持向量机、随机森林和梯度提升3种算法构建基础模型，并采用Voting集成学习技术将它们组合，构建了4个多年冻土区路堑边坡安全系数预测模型。【数据】为了反映冻土区边坡的特殊性，引入了活动层厚度和冻融损伤系数，并结合了普通边坡稳定性影响中的4个关键指标(边坡坡度、土体重度、黏聚力和内摩擦角),确定了6个输入指标。利用25组数据对4个预测模型进行了训练和测试，并采用最小均方误差评价了模型预测效果。【结果】支持向量机模型的最大相对误差为9.61%,随机森林模型的最大相对误差为―6.23%,梯度提升模型的最大相对误差为4.44%,而Voting集成学习模型的预测值与实测值最大相对误差为―0.51%。相对于单一预测方法，Voting集成学习模型能够更加准确地预测边坡安全系数变化趋势。【应用】Voting集成模型可以更好地描述边坡稳定性与其影响因素之间的非线性关系，更适于实际工程应用。研究成果为多年冻土区路堑边坡稳定性评价提供了一...

为准确客观地评估多年冻土公路路基稳定性，构建了以冻土特性、地质环境、气候条件和工程状况为准则层，包含12个指标的评价体系。选取7个区间的多年冻土公路路基作为样本，通过G1法和熵权法分别计算各指标的主、客观权重，并采用博弈论方法确定各评价指标的综合权重。通过物元变换构建了冻土公路路基稳定性等级的物元体系，计算各指标的关联度。将博弈论组合赋权和物元可拓模型相结合，构建了一种新型的多年冻土公路路基稳定性评估模型，对7个区间多年冻土公路路基的稳定性进行评估。结果表明：年平均地温、工程措施、路基高度、年平均气温和含冰量是影响冻土稳定性最主要的因素；基于博弈论组合赋权和物元可拓模型的多年冻土公路路基稳定性评价方法，克服了G1法赋权中主观随意性带来的偏差，同时也避免了熵权法过于依赖指标数据而忽略指标重要性的问题，这使得多年冻土路基稳定性评估中的指标权重更加科学合理；评价结果与实际路基的变形监测数据吻合度较高，验证了该模型的科学性和有效性。

近年来全球升温明显，多年冻土退化趋势显著。为研究多年冻土退化对桩基础竖向承载力的影响规律，建立了考虑多年冻土退化效应的桩基础有限元模型，分析了多年冻土区季节活动层厚度的改变对桩基础竖向承载力的影响规律。结果表明，随着季节活动层厚度的增加，桩基础的竖向极限承载力呈现减小的变化趋势；不同季节活动层厚度工况下桩基础的最大应力均出现在桩头位置，最小应力均出现在桩底位置，并且随着荷载的增大，桩基础最大应力出现的区域呈现出由桩头位置逐渐向桩底位置扩大的趋势；当季节活动层厚度相同时，随着荷载的增加，土体应力整体呈增大的趋势，且最大应力出现位置均呈现出随着荷载的增大从桩身周围土体向桩底土体转移的趋势。

地表变形是反映活动层冻融过程的重要特征。为研究地表变形与活动层水热过程的相关性，采用SBAS-InSAR技术对祁连山地区野牛沟多年冻土区近5a的地表变形进行长期连续监测，并基于野外观测数据研究了地表变形与土壤水热过程的关系。结果表明，冻融过程与水力侵蚀作用引起的地表变形最为显著，地表变形表现出明显的季节性特征。冻融过程引起的地表累积变形较小，年际冻胀、融沉幅度约为10～20 mm；水力侵蚀引起的地表累积变形较大，年际地表变形幅度超过50 mm。野外观测数据表明活动层土壤温度具有轻微的下降趋势，负温等温线下探深度增加、历时加长，冻结锋面交汇日逐渐提前。地表变形与土壤温度、土壤湿度具有较好的相关性，在土壤水分富集区相关性更强，相关系数分别为-0.522、-0.415(P<0.001)。土壤水分富集区土壤含水量的变化对地表冻胀、融沉幅度变化的影响也更显著，两者具有良好的线性关系。笔者定量描述了活动层地表变形与土壤水热过程的关系，对大范围活动层冻融参数的监测研究具有参考意义。

多年冻土区域油气输送管线的施工技术与常规地区大相径庭，这一区域的地理孤立性、环境易损性以及极端气候和地质状况，引发了一系列新的技术挑战。目前，关于管道冷却输送技术、冻土与管道相互作用、压气站故障影响，以及设计限制、铺设技术、监测系统可靠性等方面的难题，已经有了初步解决策略的构思，将为冻土区的天然气管道建设提供新的技术路线。