呼伦贝尔市为高原地貌、高纬度地区，为了探讨高纬度高寒区极端气候环境下的冻土路基分类及设计，依据呼伦贝尔地域特征进行软土分析。根据冻土分类和参与的三个项目设计施工情况，把呼伦贝尔分为三个区，对三个区湿软地基成因、特点及冻土分类进行分析，总结出湿软地基形成的冻土病害特征，并根据冻土路基情况给出处治方案。

采用随机介质理论和模型试验方法，基于现场测试数据和文献发表数据，分析了人工冻土冻胀引发地面变形规律和冻胀影响范围。结果表明：(1)随机介质理论计算结果表明人工冻土冻胀引发地面变形曲线是一条高斯型二重积分曲线；(2)物理模型试验得出地面抬升曲线规律与高斯分布拟合度较高，试验地面抬升曲线的高斯分布拟合系数为0.977 47,工程实测数据的高斯分布拟合系数为0.949 32～0.995 53,对文献数据拟合得出拟合系数位于0.954 41～0.983 44;(3)冻结引发地面变形范围为8～10倍冻胀丘宽度。冻结壁为对称结构或拟对称结构时，冻胀引发地面变形曲线可以采用高斯分布进行拟合。该结论可以为人工冻土冻胀引发上部地面变形量计算及影响范围提供设计参考。

为了研究低温冻土地区软土路基蠕变变形规律,考虑低温和含水率对软土路基蠕变特性的影响,结合KBurgers-MC模型,建立了软土路基的蠕变损伤本构模型。利用C++语言编写了蠕变损伤模型动态链接库文件,通过FLAC3D软件对东港高速公路软土路基蠕变进行数值计算,计算结果表明:桩长对软土路基蠕变沉降有着重要的影响,增加桩长后软土路基蠕变沉降量、蠕变速率和塑性区明显减小;低温环境下含水状态的路基蠕变沉降值小于干燥状态,然而当含水率超过一定界限时路基会发生冻胀现象,导致蠕变沉降量增大;路基的蠕变速率随着温度的升高逐渐增大。将现场监测与数值计算结果进行比较,验证了数值计算的准确性,研究结果对于北方沿海软土路基蠕变沉降的防治具有指导意义。

基于某地下联络通道勘察试验报告,设计并整理汇总冻结温度和导热系数试验数据,对不同土层的冻结温度进行汇总分析以及研究冻结前后导热系数存在的差异,给出内在机制原因。试验结果表明:由于土层中土颗粒级配大小、含水量、矿物质浓度等因素影响造成每层土的冻结温度均不相同;冻土的导热系数均大于原状土的导热系数;每层土层冻土的导热系数也存在差异,灰色粉土或含黏性土粉砂导热系数最大。

对几种常用沉降预测模型进行了对比分析,介绍了组合预测模型的构建思路及预测效果的评价标准,建立了冻土地区路基组合预测模型。

为了给宁波轨道交通人工冻结提供设计、施工参数,对宁波海相沉积人工软土开展了冻胀融沉、抗剪强度和单轴抗压强度试验研究,获得了江厦桥东—天一广场区间人工冻结工程主要地层在开放条件和封闭条件下的冻胀率和融沉率以及冻土的抗剪强度指标及极限抗压强度值。结果表明:开放条件下各土层的冻胀融沉较封闭条件下大,且随含水量的增加而增大;冻结后各土层内摩擦角和粘聚力有了明显的增大,冻土的单轴抗压强度、弹性模量随温度降低呈线性增大。

人工冻土的物理力学指标是地铁隧道工程冻结壁设计参数和开挖的依据。通过对宁波轨道交通一号线联络通道②～⑤海相沉积软土地层人工冻土的室内单轴抗压强度和抗剪强度试验,获得了冻结前后②～⑤土层的比热容、导热系数、内摩擦角和粘聚力的对比结果以及不同温度条件下冻土的极限抗压强度、弹性模量和泊松比结果。试验结果表明:②～⑤土层人工冻结土的物理力学指标较原状土有很大的提高,人工冻土极限抗压强度、弹性模量随温度的降低而增大,近似呈线性关系。各土层泊松比、温度的变化对冻土泊松比影响较小,随温度的降低有一定的减小。在-10℃条件下,冻结前淤泥质土、粘土层的内摩擦角和粘聚力有了大幅的提高,而③1砂土层的内摩擦角增幅较小。

分析土的冻结过程是研究高寒地区地基处理方法的一个重要环节 ,而土的物理性质对冻胀性的影响作用剖析是冻结过程分析的重要内容。通过研究 ,深刻了解土的物理性质与冻胀性之间的相互关系 ,进而为确定高寒地区合理的软土地基处理方法奠定基础。

通过理论研究、试验研究和工程实践 ,对高寒地区岛状冻土软土地基处理的理论和方法进行了深入的探讨 ,同时在分析我国东部高寒地区软土处理常用方法的优劣得失基础上 ,提出了适宜于岛状冻土软基处理的方法

分析土的冻结过程是研究高寒地区地基处理方法的一个重要环节 ,而土的物理性质对冻胀性的影响作用剖析是冻结过程分析的重要内容。通过研究 ,深刻了解土的物理性质与冻胀性之间的相互关系 ,进而为确定高寒地区合理的软土地基处理方法奠定基础。