大部分农田、草原区由于地表植被的保护，地震勘探只能选择在农作物收割后的冬季施工。中国北方地区基本在每年10月中旬浇灌农田，导致土壤含水性高，冬季会形成一套高速冻土层，增加了近地表结构的复杂性。可控震源在地表激发信号，地震波在冻土层中传播会受到冻土介质共振频率的影响，减弱了地震波低频信号的能量。为此，提出利用冻土的耦合共振频率，开展冻土层的地震波传播机理研究。结果表明，冻土层覆盖后，接收的低频信息减弱，频谱整体向高频端移动。实际资料处理表明，冻土层耦合共振频率可拓展高频、补偿低频，适用性强。该方法为季节性冻土地区可控震源采集资料品质的改善提供了一种解决思路。

考虑了高温、高含冰量冻土在弹性波激励下表现出的冰晶黏滞性与未冻水流动性，并融入温度对介质物理性质的2种影响机制，通过结合Burgers黏弹性本构关系、BISQ模型和热力学理论推导了冻土中快P波、慢P波和S波传播的相速度及衰减因子的解析表达式，形成了针对该类冻土温度依赖的双相黏弹性孔隙介质理论。在此基础上开展了数值算例分析，明确了3种体波相速度和衰减因子的典型响应模式，并依次讨论了土孔隙度、冰晶黏滞性和地温等因素对它们传播特性的影响方式及敏感程度。证实了温度对快P波的相波速、衰减频带及峰值均有显著影响；对慢P波传播影响较小；对S波仅影响其相速度及低频衰减峰值。通过对比理论模型预测与实验室测试数据，证明了与传统基于弹性介质假设的冻土模型相比，基于黏弹性介质理论提出的新模型可以更好地描述高温、高含量冻土中弹性波的速度和衰减响应特征。

【目的】为了研究北方寒区饱和冻土场地在高铁激励下的振动衰减问题。【方法】本研究采用现场观测法对大庆市冬季饱和冻土场地进行现场观测试验。【结果】对饱和冻土场地的地表振动加速度数据进行时程分析、功率谱分析、振动级衰减分析。【结论】得到高铁荷载下饱和冻土场地的加速度时程和加速度振动级衰减的主要频率范围和距离范围，并总结出饱和冻土场地的振动衰减特性。

冻土作为一种强流变土工材料，其强度衰减特性是路基工程、桩基工程和人工冻结法施工中病害或失稳的重要诱因，但一直以来缺乏对复杂应力状态下冻土强度包络面衰减特性的实验和理论研究。基于不同围压下冻结路基土强度点处的应力松弛试验，研究了复杂应力状态对冻土强度衰减过程的影响规律，试验确定了p-q应力空间内冻结路基土强度包络面的率相关变化特征，揭示了复杂应力状态下黏聚力和内摩擦角在应力松弛过程中的衰减、退化规律及其机理，最后建立了考虑应力松弛效应的冻土率相关强度理论。

为了研究高温冻土蠕变变形特征以及各影响因素对蠕变的作用,分别在含水量15%、25%及35%,荷载100kPa、200kPa及300kPa,温度-1.5℃、-0.7℃及-0.3℃的条件下开展了室内单轴蠕变试验,分析在无侧限条件下高温冻土在不同温度、荷载及含冰量条件下的蠕变变形特性。结果表明:在当前试验条件下,冻土蠕变变形非常可观,且蠕变曲线都没有出现渐进流阶段;温度是影响冻土蠕变的最重要的外在因素,而含冰量是影响冻土蠕变的关键内在因素;在高含冰量条件下温度及荷载的改变对蠕变速率的影响非常显著,甚至引起量级上的差别。在现有试验条件下,高温冻土蠕变过程可利用Burgers黏弹性模型来较好地描述。

为了研究季节性冻土区铁路桥墩及周围场地的振动特性,选取哈大（哈尔滨—大连）高速铁路沿线某桥墩及周围不同场地进行了现场测试,并利用相似分析定义了无量纲参数a/（v2/L）(列车运行引起的场地加速度峰值a与列车速度v2除以列车总长度L的比值)和R/L（场地到桥墩的距离R与列车总长度L的比值）,同时结合数值模拟对不同场地在不同季节的振动衰减特性进行了分析。研究表明:桥墩与场地的振动特性明显不同,在桥墩两侧0.8 m范围内场地的振动特性不受冻结作用的影响;在堆积填土侧Y和Z方向的振动都出现了放大,而在未堆积人工填土侧仅Z方向的振动出现了放大;在冻结季振动衰减要小于非冻结季,且冻结作用对堆积填土侧振动的影响更加显著。

针对多年冻土区青藏铁路列车荷载振动作用下的动稳定性,通过对北麓河和二道沟三个典型铁路路基横断面振动响应的二分量加速度观测,对比分析客运列车和货运列车引起的路基振动特性和衰减规律,研究不同防护形式路基的列车振动响应。结果表明,路基上的振动作用主要集中在40～80Hz频率范围内;防护形式对路基的列车动力响应有明显影响,热棒加碎石路基动力响应最小,其次为碎石防护路基,未采取任何防护的路基铁轨上的动力响应最大,建议对未采取防护的路基进行防护。分析结论为青藏铁路列车作用下的路基动稳定性评估提供实测依据,对多年冻土区的路基稳定性研究提供参考。

青海哈拉湖地区的陆域冻土区天然气水合物,其埋藏深度较浅,地震有效信号往往被干扰波淹没,如何从复杂的地震波场里有效提取出与地层、水合物有关的地震反射信号是开展地震资料精细解释和天然气水合物预测工作的前提。为此,详细分析青海哈拉湖地区地震探测原始数据,总结该地区干扰噪声的类型及特点,制定地震信号提取流程,并在叠前道集上逐步采用有针对性的噪声衰减、振幅补偿、反褶积以及叠加等处理技术,压制各类干扰信息,最大程度地保留有效反射信号,提高地震资料的分辨率、信噪比和保真度,更好地为地震资料解释和有利储层预测服务。

工程研究的主要目标是获得有关自然条件下季节融化层信息;找出下方道路路基冻土的组成和性质;研究堤岸基础土壤(解冻和冷冻)的热状况和识别配置技术以及融区的厚度;分析融区和道路变形之间的连接。阿穆尔公路的成岩基地研究采用了冻土地质工程监测手段。根据所获得的结果显示,多年冻土的自然技术动态区域概况已经形成。研究发现了永久冻土层的高含冰量和融区厚度的道路路堤高度,同时建立了底层土壤的组成和水含量的关系。相对于该地区的自然环境,指出了在自然条件下的全球区域气候变化中高含冰量冻土的大贯量。

在太阳辐射热的条件下,考虑冻土工程性质的变化,进行室内冻土与混凝土圆柱间负摩擦力试验,分析负摩擦力fn与土融沉量S变化关系fn=f(S),分析不同含水量条件下负摩擦力fn与土融沉量S的时程关系曲线及两者变化关系和含水量对负摩擦力fn、融沉量S的影响。计算活动层的融沉及负摩擦力的发展对桩基承载力衰减影响,即夏季冻土融化时,正融土中桩的承载能力衰减了8%左右。