以传热学为基础，结合川藏铁路沿线冻土区某桥梁工程实例，确定边界条件与模型计算热力学参数。通过有限元软件建立三维数值模型分析求解，绝热温升的数值模拟计算值与公式理论计算值相吻合，研究了低温环境下桩基浇筑完成后桩土温度场的演化规律，分析并探究了温度应力的成因及其控制措施，以改善桩基的工作性能。结果表明：在混凝土浇筑完成前期，受水泥水化热的影响，桩中心温度明显高于同一深度桩壁温度，桩内外温度差引起温度应力，即在桩表面出现拉应力、桩中心出现压应力；但地面以上桩基部分出现了拉应力大于混凝土允许抗拉强度的状况，为此在桩顶处设置5 d、1℃的保温措施，温度应力明显改善，有效防止了桩基冻裂发生。研究成果可为类似工程设计及施工提供借鉴。

为了分析高海拔地区多年冻土区桩基受冻结力恢复过程影响的承载力特征，以青海省某公路工程桥梁钻孔灌注桩桩基础为研究对象，应用现场静载试验手段获得桩基础的荷载-沉降曲线，分析桩基的荷载传递特性。结果表明，土体温度场受桩基施工扰动影响明显，随着施工时间的增长，土体逐渐回冻，并可以将土体进行温度区间划分，在4m以上土体，其温度基本维持在0℃以上，在3m以下土体，其温度处于0℃以下，具备冻结力；施工完成10d桩基础与30d桩基础的桩顶荷载位移曲线呈现大致相同的变化规律，均可以划分弹性阶段、弹塑性阶段、塑性阶段以及卸载阶段；由于冻土冻结力的存在，桩基础的极限承载力得到显著提升，增幅达到25%。

多年冻土地区钻孔灌注螺纹桩是一种新型桩型，研究其竖向承载特性，对其推广应用具有重要价值。基于室内模型试验验证数值方法，并通过数值模拟，研究其承载力组成模式并与广泛使用的普通钻孔灌注桩比较，最后提出多年冻土区钻孔灌注螺纹桩单桩承载力估算办法。研究表明：多年冻土地区钻孔灌注螺纹桩90%承载力来源于桩侧混凝土与冻土机械咬合作用，多年冻土的抗剪强度决定桩基承载力，季节活动层对其承载力影响很小，桩体承载力全年稳定。多年冻土地区钻孔灌注螺纹桩桩侧螺纹与土体咬合，通过轴力计算的等效摩阻力远大于常规灌注桩与冻土间的冻结力。多年冻土地区钻孔灌注螺纹桩达到极限承载力后桩侧塑性区连通，桩周土体剪切破坏，使用改进公式计算单桩竖向承载力在工程实践中可以有效估算单桩承载力设计值。

首先提出了研究冻土区钻孔灌注桩周土体温度状况及回冻过程具有重要实践意义,然后对描述其物理现象的控制方程进行简单说明,最后运用有限元软件对其进行数值模拟,并与昆仑山试验场数据进行对比验证,以期该方法能够用于桩周土体温度状况及回冻过程预测。

多年冻土区的钻孔灌注桩施工开始受到广泛重视,通过对此类区域桥梁建设工程的钻孔灌注桩温度场变化情况进行研究,能够为后续的进一步建设与规划打下坚实基础,有利于解决存在的负面问题,提高桥梁建设的基础质量。因此,需要重视相关研究内容,确保施工流程可以与实际条件相贴合,降低多年冻土区桥梁建设出现问题的概率,提高钻孔灌注桩的施工效果。本文依据实际工程案例,首先明确测试元件的设置方法,随后深入研究地温监测状态与结果数据包含的信息,为后续的进一步建设打下坚实基础,以供参考。

多年冻土区钻孔灌注桩基础施工带来的热扰动削弱了桩基础的早期热稳定性,降低了桩基承载力。通过早期热稳定性影响因素、热稳定性对承载力的影响及其改善措施三个方面对钻孔灌注桩基础早期热稳定性的研究现状进行归纳总结。研究表明:首先,多年冻土区钻孔灌注桩基础具有热扰动范围大、回冻时间长的特点,其中水化热及胶凝材料、入模温度、成孔方式作为主动影响因素是热扰动的主要来源,桩基特征及冻土工程地质条件作为间接因素也对早期热稳定性产生次要影响;其次,钻孔灌注桩热扰动显著降低了桩基早期的承载力,延缓了上部结构施工时间;在削弱桩基早期热扰动方面,人工制冷、热管等措施具有良好的加速回冻效果。基于桩基承载力与冻土地温的密切关系,未来还需进一步定量评估冲击钻成孔施工方式、灌注桩施工季节、群桩设计参数对桩基早期热扰动的影响,深入认识早期热扰动作用下桩基承载力的变化规律、设计荷载与冻土蠕变的关系及其对工期的影响,并研发施工更加便利、效果更加显著、适用范围更广的低水化热胶凝材料和钻孔灌注桩控温措施,有效提高钻孔灌注桩早期的承载力。

为确定适用于义海木里露天煤矿地区的冻土爆破参数,采用现场实验的方法,研究了钻孔设备的选择、炮孔防护方法、起爆器材和炸药的爆炸性能以及爆破参数之间的关系等。结果表明:钻孔设备宜选用阿特拉斯D9钻机或更先进的钻机;利用PVC管做防护器材,炮孔利用率提高20%以上;导爆管应提前泄压才能在高原环境下使用;采用药壶爆破实验评估炸药爆炸性能,结果显示乳化炸药的作功能力强于铵油炸药。得出适用于义海木里煤矿地区的冻土爆破参数:孔径为80～120mm,孔深不大于6m,孔距和排距的组合取（4～5）m×（2.5～3.5）m,炸药单耗为0.28～0.3kg/m3,底盘抵抗线不宜超过2.8m,采用斜线起爆网路。

土爆破具有一定特殊性,其一直是困扰施工的一个技术难题,一般的挖掘技术和钻孔机械很难满足其需求。本文结合冻土爆破的施工实践,对冻土爆破钻孔机械的选用原则进行了阐述,期为冻土爆破提供一些钻孔机械选用的参考。

由于冻土爆破具有一定特殊性,其一直是困扰施工的一个技术难题,一般的挖掘技术和钻孔机械很难满足其需求。本文结合冻土爆破的施工实践,对冻土爆破钻孔机械的选用原则进行了阐述,以期为冻土爆破提供一些钻孔机械选用的参考。

在介绍了国内外冻土区天然气水合物勘探开发现状的基础上,针对我国青南冻土区水合物的勘探要求,设计了水合物勘探孔TK-2孔的钻孔结构,合理配置了钻探设备,采用了大直径绳索取心钻进工艺+泥浆制冷技术。同时,分析了冻土覆盖层融化扩孔和钻杆内壁结泥皮现象,并采取了相应的解决措施。野外试验结果表明,钻进台月效率达到702.07 m,全孔平均岩心采取率为93.5%,且在孔深229～234 m处岩心有冒泡助燃现象,验证了TK-2孔配套的钻进工艺是切实可行的。