近相变区冻土导热系数是影响寒区岩土工程热稳定性的关键物性参数，针对该温度区间冻土导热系数难以精确测量的问题，提出了一种稳态热流计法试验获得导热系数、量子粒子群寻优算法近似回归定性温度的近相变区冻土导热系数测试方法，采用核磁共振技术对细砂土近相变区未冻水含量进行测试并探究了其与导热系数的关系，分析了负温区细砂土导热系数的分布特征和参数影响规律，建立了不同温度区间的导热系数预测模型。结果表明：负温区细砂土未冻水含量变化曲线与其导热系数呈现出极为相似的变化规律，温度-导热系数曲线可划分为-3.2℃为界的近相变区和稳定相变区；冻结细砂土导热系数的增幅区间主要发生在近相变区，增长幅度约占整个负温区导热系数总增幅的50%，且随温度降低，导热系数的增幅逐渐减小；预测模型平均相对误差为4.14%，±10%误差内占比为94.7%，稳定相变区确定系数R2为0.892，近相变区确定系数R2为0.883，证明了该模型具有较好的准确性。研究成果可为寒区工程温度场的计算与分析提供基础参数，亦可为寒区重大基础设施精细化设计和冻土风险精细化防控提供数据支持。
二元介质模型在非冻结岩土材料中已得到广泛研究,但在冻土领域的相关研究尚不充分。为探讨三轴试验条件下冻结粉细砂土的强度变形特性,此处引入二元介质理论对冻土应力-应变关系进行分析研究。针对现有二元介质模型参量多、确定方法复杂的特点,推导了基于破损参数简化的二元介质模型;并结合开展的5种细颗粒含量、4种围压条件下的冻土三轴试验,对推导模型进行了验证。结果表明:随轴向应变的增大,应力-应变曲线可划分为线弹性阶段、弹塑性阶段和应变软化阶段,3个阶段均可通过胶结元和摩擦元转化理论进行较好的解释;同一围压下随细颗粒含量的增大,偏应力和体胀最大值均呈降低趋势,抗剪强度呈线性减小趋势;在横截面积修正条件下,随轴向应变的增大,5种细颗粒含量冻结粉细砂土均表现为应变软化特性,体积变形表现出由体缩向体胀转化发展的趋势;偏应力发展3个阶段的转折点,与体积变形中体缩极值点和体缩体胀转折点较为契合;通过三轴试验偏应力实测值与基于破损参数简化的二元介质本构模型计算值对比分析,简化模型可以较好地模拟冻结粉细砂土的偏应力-轴向应变关系。