为探究测试频率对土体电导率的影响，针对多种非饱和土样开展不同测试频率及正负温度下的电导率测试试验。基于测试结果，给出不同土性及温度下的最佳测试频率。研究结果表明：正温下砂土电导率对低于10 kHz的测试频率不敏感；当测试频率大于10 kHz时，砂土电导率随测试频率增大而增大；粉土对低于100 kHz的测试频率不敏感；负温下测试频率对土体电导率的影响较正温区间显著，粉土和砂土的电导率在不同的极化区域随测试频率增大而快速增大，且增大的测试频率域随温度降低逐渐向低频扩展；粗粒土较细粒土对测试频率更敏感。
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。
随着高原环境温度升高和道路负荷的加重，青海省冻土区公路病害频发，为提高冻土区公路使用寿命，以青海省S101公路沿线冻土地区路基土为研究对象，通过在升温作用下对不同初始环境负温度、振动频率和围压的冻土进行动三轴试验，研究了冻土温度逐年升高对冻土区公路抗振陷能力产生的影响。结果表明：不同初始环境负温度直接升温至相同温度，升温冻土的最大动剪切模量明显大于恒温冻土，升温冻土振陷量随初始环境负温度的降低而增加；冻土由同一初始环境负温度梯度升温时，冻土振陷量随梯度升温值的增加而增大，冻土动剪切模量随梯度升温值的增大而减小，升温冻土间累积应变差值随梯度升温值的增加呈先增大后减小的趋势；振动频率和围压的升高均会增大冻土的动剪切模量，同时提高冻土的抗振陷能力。可见，升温作用和梯度升温值的增大均会降低冻土抗振陷能力，因此在冻土地区进行公路建设时要综合考虑初始环境负温度、梯度升温、振动频率和围压耦合作用的影响，这将有助于提高冻土区公路的使用寿命。
为研究季节性冻土场地冻结期和非冻结期的动力学特征参数及地震动差异,通过哈尔滨场地地脉动单点三分量观测,对比分析不同季节的地脉动特征,采用地脉动单点H/V谱比法研究冻结土层对场地卓越频率、放大因子、等效剪切波速以及场地类别的影响,提出一种冻土层厚度的估算方法。结果表明:冻结土层使地脉动水平分量卓越频率增大,对竖向分量卓越频率的影响不明显;冻结期场地卓越频率增大的幅度除了与覆盖层厚度呈负相关外,还与场地表层刚度有关;冻结土层使场地放大因子减小,减小幅度与覆盖层厚度不相关,与场地表层刚度有关;通过场地剪切波速资料、地脉动H/V谱比卓越频率变化值,便可估算出冻土层厚度;冻结土层使观测场地的等效剪切波速vs20平均增加13%,vs30平均增加11%;vs20的增加未引起Ⅱ类场地类别发生变化,使vs20接近250m/s的Ⅲ类场地变成Ⅱ类场地;vs30的增加没有引起D类场地类别发生变化。
基于Leclaire对饱和双相孔隙弹性介质Biot模型的扩展,研究含有两种不同固相组分的三相多孔弹性介质中体波的传播特性。以饱和冻土为例,分析了各相体积分数、颗粒形状,接触参数等因素对波动方程中惯性参数、黏性参数、刚度参数的影响;对该三相介质模型进行了退化,分析了孔隙中只含液态水或固态冰时体波的特性;以饱和冻土为例,通过数值计算,探讨了饱和冻土中体波的相速度和衰减系数与胶结参数、接触参数、频率、饱和度、孔隙率等参数的关系。结果表明:与一般的饱和土不同,饱和冻土中存在5种体波,即3种纵波和2种横波;5种体波均具有弥散性和衰减性,且P1波、S1波弥散性和衰减性远小于P2、P3、S2波;胶结参数、饱和度、孔隙率对5种体波的传播特性影响显著,接触参数对传播特性影响较小。
冰雹是影响我国的高影响天气，同时作为固态的降水，冰雹是全球水循环的一部分。在全球降水形势变化多端的气候背景下，了解我国冰雹频率和强度的气候特征及其变化机制对人们了解冰雹乃至极端降水的变化都有重要的科学意义。但是过去受到冰雹观测条件的限制，人们对冰雹发生频率以及代表其强度的尺度的长期变化规律认识有限。本项目将以中国历史观测的冰雹频率和强度资料为基础，配合卫星反演分析和高分辨率数值模式模拟诊断方法，研究1960年到现在冰雹发生频率和强度的气候特征和长期演变规律，建立不同环流天气型背景下影响冰雹频率与强度变化的物理模型，揭示我国冰雹形成和演变的物理机制，探索气候变化背景下我国未来冰雹频率和强度的可能变化趋势，为我国防灾减灾策略的制定提供重要的科学理论依据。
2014-01通过对青藏高原典型多年冻土场地地面脉动的现场测试,分析研究该地区冻土场地地面脉动的频谱特性、卓越频率随多年冻土地温分区、上限深度的变化特征以及多年冻土区与典型融土区场地地面脉动卓越频率的差异。地面脉动一定程度上反映了场地浅层土体的宏观动力特性,这种特性与场地土体强度特征相联系。研究结果表明,青藏高原多年冻土区场地地面脉动频谱曲线呈现出较为显著的单主峰特征,其垂向分量的卓越频率为3.3～4.8 Hz,水平分量的卓越频率为2.3～4.7 Hz;多年冻土区场地地面脉动垂向分量的卓越频率值与冻土场地多年冻土上限深度和地温有较好的对应关系,垂向分量的卓越频率随地温升高而降低,随多年冻土上限抬升而增大;多年冻土区与典型融土区(西部黄土地区)场地地面脉动卓越频率的量值范围差异明显,前者卓越频率范围较窄而后者较宽,且总体上前者地面脉动卓越频率值大于后者。
在分析黑龙江省德都县震害基础上，提出季节冻土动力特性研究的必要性。根据大量低温动三轴应力－应变实验资料给出冻土的动弹模量、动泊桑比、动剪切模量、动阻尼比的数值及它们与冻土温度、振动频率的关系。