为深入研究高温高含冰量冻土的力学特性与变形机制，以不同含冰量的冻结砂土为研究对象，通过开展-1.5℃下的三轴压缩试验，讨论了围压和含冰量对冻结砂土力学特性的影响，并分析了常规饱和冻土与高含冰量冻土在变形机制上的差异。结果表明：针对砂土提出的“冰砂混合，分层压实，下部补水”的制样方法可制出土颗粒分布均匀的高含冰量饱和冻土试样；高含冰量冻结砂土与饱和冻结砂土的强度和体变差异很大，但不同含冰量的高含冰量冻结砂土的应力-应变关系和体变很接近；不同围压下的67%含冰质量分数冻结砂土均为应变软化型，且随着围压的增大，试样应变软化的程度逐渐降低，体变逐渐由体胀向体缩转化；饱和冻结砂土受力时是由土颗粒、冰和未冻水共同承担；而高含冰量冻结砂土主要由冰直接承担外力，冰中夹杂的土颗粒间接地影响了冰的力学性质。
为深入研究高温高含冰量冻土的力学特性与变形机制，以不同含冰量的冻结砂土为研究对象，通过开展-1.5℃下的三轴压缩试验，讨论了围压和含冰量对冻结砂土力学特性的影响，并分析了常规饱和冻土与高含冰量冻土在变形机制上的差异。结果表明：针对砂土提出的“冰砂混合，分层压实，下部补水”的制样方法可制出土颗粒分布均匀的高含冰量饱和冻土试样；高含冰量冻结砂土与饱和冻结砂土的强度和体变差异很大，但不同含冰量的高含冰量冻结砂土的应力-应变关系和体变很接近；不同围压下的67%含冰质量分数冻结砂土均为应变软化型，且随着围压的增大，试样应变软化的程度逐渐降低，体变逐渐由体胀向体缩转化；饱和冻结砂土受力时是由土颗粒、冰和未冻水共同承担；而高含冰量冻结砂土主要由冰直接承担外力，冰中夹杂的土颗粒间接地影响了冰的力学性质。
为深入研究高温高含冰量冻土的力学特性与变形机制，以不同含冰量的冻结砂土为研究对象，通过开展-1.5℃下的三轴压缩试验，讨论了围压和含冰量对冻结砂土力学特性的影响，并分析了常规饱和冻土与高含冰量冻土在变形机制上的差异。结果表明：针对砂土提出的“冰砂混合，分层压实，下部补水”的制样方法可制出土颗粒分布均匀的高含冰量饱和冻土试样；高含冰量冻结砂土与饱和冻结砂土的强度和体变差异很大，但不同含冰量的高含冰量冻结砂土的应力-应变关系和体变很接近；不同围压下的67%含冰质量分数冻结砂土均为应变软化型，且随着围压的增大，试样应变软化的程度逐渐降低，体变逐渐由体胀向体缩转化；饱和冻结砂土受力时是由土颗粒、冰和未冻水共同承担；而高含冰量冻结砂土主要由冰直接承担外力，冰中夹杂的土颗粒间接地影响了冰的力学性质。
保证高含冰量冻土区桩基础的长期稳定性是多年冻土区桥梁桩基础安全服役中的关键问题，为研究含冰量对冻土-混凝土接触面蠕变特性的影响，采用自行研制的大型蠕变剪切仪，在-2℃条件下开展含冰量为6%、12%、16%、23%、36%、60%、80%的冻结砂土与混凝土接触面蠕变试验.试验结果表明：在恒定的剪应力作用下，除含冰量为6%试样出现加速蠕变外，其他试样仅出现衰减蠕变及稳定蠕变2个阶段；随含冰量的增大，试样黏性变形占比增大，含冰量为80%试样的黏性变形超过总变形量的80%；稳定蠕变速率受到干密度及含冰量的综合影响，含冰量为16%时稳定蠕变速率最小；Burgers黏弹性模型能较好地模拟高含冰量冻结砂土-混凝土接触面蠕变曲线；随着含冰量的增大，初始剪切模量和稳定蠕变阶段黏滞系数先增大后减小，初始蠕变阶段的渐进剪切模量呈幂函数减小，初始蠕变阶段黏滞系数呈幂函数增大.
保证高含冰量冻土区桩基础的长期稳定性是多年冻土区桥梁桩基础安全服役中的关键问题，为研究含冰量对冻土-混凝土接触面蠕变特性的影响，采用自行研制的大型蠕变剪切仪，在-2℃条件下开展含冰量为6%、12%、16%、23%、36%、60%、80%的冻结砂土与混凝土接触面蠕变试验.试验结果表明：在恒定的剪应力作用下，除含冰量为6%试样出现加速蠕变外，其他试样仅出现衰减蠕变及稳定蠕变2个阶段；随含冰量的增大，试样黏性变形占比增大，含冰量为80%试样的黏性变形超过总变形量的80%；稳定蠕变速率受到干密度及含冰量的综合影响，含冰量为16%时稳定蠕变速率最小；Burgers黏弹性模型能较好地模拟高含冰量冻结砂土-混凝土接触面蠕变曲线；随着含冰量的增大，初始剪切模量和稳定蠕变阶段黏滞系数先增大后减小，初始蠕变阶段的渐进剪切模量呈幂函数减小，初始蠕变阶段黏滞系数呈幂函数增大.
保证高含冰量冻土区桩基础的长期稳定性是多年冻土区桥梁桩基础安全服役中的关键问题，为研究含冰量对冻土-混凝土接触面蠕变特性的影响，采用自行研制的大型蠕变剪切仪，在-2℃条件下开展含冰量为6%、12%、16%、23%、36%、60%、80%的冻结砂土与混凝土接触面蠕变试验.试验结果表明：在恒定的剪应力作用下，除含冰量为6%试样出现加速蠕变外，其他试样仅出现衰减蠕变及稳定蠕变2个阶段；随含冰量的增大，试样黏性变形占比增大，含冰量为80%试样的黏性变形超过总变形量的80%；稳定蠕变速率受到干密度及含冰量的综合影响，含冰量为16%时稳定蠕变速率最小；Burgers黏弹性模型能较好地模拟高含冰量冻结砂土-混凝土接触面蠕变曲线；随着含冰量的增大，初始剪切模量和稳定蠕变阶段黏滞系数先增大后减小，初始蠕变阶段的渐进剪切模量呈幂函数减小，初始蠕变阶段黏滞系数呈幂函数增大.
地震荷载作用下高含冰量冻土的动力特性试验研究对西北地区地震多发地段的冻土工程的抗震设计具有重要意义。通过选取兰州的重塑冻土进行动三轴试验,分别研究了地震荷载下不同控制温度(-6,-3,-1℃)、不同含水量(30%,50%,75%)以及不同围压(0.3,0.5,1,2 MPa)下高含冰量冻土的动应力应变关系和动弹性模量。试验结果显示,不同条件下冻土的动应力应变关系呈Hardin-Drnevich双曲线模型,并且不同温度、不同围压和不同含水量对模型参数都有着影响。动弹性模量随温度升高而减小,温度每升高1℃,弹性模量就下降12～15 MPa。围压对动弹性模量的影响有强化作用和弱化作用,-6℃时动弹性模量随围压增大而增大,-1℃时大应变情况下动弹性模量随围压增大而减小。对于高含冰量冻土,动弹性模量随含水量的增大先减小后增大。
由Tommot到Niznhy Bestyakh铁路建设和运行的主要难题是横贯高含冰量冻土区域。自2007年以来,监测研究已经由麦尔尼科夫冻土研究所在该铁路试验段进行。其中一个监测计划的主要目标是评估不同设计的堤防地面热状况。观测巷道中使用高、低和零堤防热管及保温绝缘材料。实地研究表明,每年高路堤的散热效果要小于低路堤。阴影边坡下方的土壤趋于低温,而更多的边坡下方的多年冻土上限是由于地表水的增温效应降低所导致。冬季冻土路堤材料导致其冻胀,其上升的速度使其形成更高的堤防。夏季,零堤的位置处于切除活跃层会导致常年解冻区域的发展,有着较厚的填充和更深层次季节性融化。热虹吸和绝缘材料使得上坡护堤和下坡护堤产生轻微冷却效果。悬雪棚并未证明可以有效地降低地面温度。建议采取额外措施,以降低地面温度,减少巷道的季节性融化。
基于修正拉格朗日(U.L)描述下的大变形固结理论和考虑相变作用的温度场得到大变形融化固结理论,对不同路堤高度下填土路基温度场和融沉变形进行研究.结果表明:高温冻土区合理高度的路堤在5～10 a内使冻土上限略微抬升,但冻土有明显升温.冻土上限在未来的5～10 a后会急剧下降,且路堤高度越小,下降量越大.与小变形融化固结理论相比,大变形融化固结理论预测高含量冻土融沉变形的精度更高.融沉量与路堤高度成正比,且随着时间的增长,融沉变形呈阶梯型发展,路堤越高,阶梯现象越显著.定义融沉量与路堤高度之比为沉降比,研究发现路堤越低,其沉降比越大,且随时间线性增长.沉降比是冻土融深增量的单值函数,与路堤高度无关,通过沉降比函数可以快速而实用的求出融沉变形量.
采用恒温变载和恒载变温两种压缩试验方法研究了青藏高原高温高含冰量冻土(WIFS)的变形特性,得到了不同温度下的压缩指标。试验结果表明:(1)高温高含冰量冻土的压缩性具有很大的量级,压缩指数都在0.15以上。(2)恒温变载(CTSL)实验条件下,压缩系数都在0.2MPa-1以上。恒载变温(CLST)实验条件下,当温度为-1.5℃时,压缩系数为0.04MPa-1,而当温度升高到-0.3℃时,冻土压缩系数变为0.29MPa-1。(3)在分级加载试验中应变最大可达10%,在阶梯型升温条件下应变最大可达8%。通过探讨分析,认为青藏高原高温高含冰量冻土属于中高等压缩性土,青藏铁路在其以后的运营中必须加强必要的维护和密切的动态变形监测。