以小兴安岭地区某尾矿库为例，开展了全尾矿湿排堆坝、全尾矿池填法堆坝和旋流器分级堆坝试验。结果表明，旋流器分级堆坝具有对比优势，可有效提高坝前尾矿的排水固结能力、增大干滩长度和坝前区域尾矿的强度，同时可形成较大的沉积滩坡度、保证安全超高，改善坝体渗流条件、提高滩面承载能力和堆坝效率。通过细化旋流器分级堆坝工艺，采用非冬季堆坝、冬季放矿的宽体子坝堆筑方案可在一定程度上解决沉积滩含水量大、承载力低、无法尾砂堆筑子坝等问题，但在粗砂利用率、高等级尾矿库子坝宽度、冻土发育等方面仍存在不足。最终结合旋流器分级宽体子坝和模袋法两种堆坝工艺，有效解决了尾矿库堆坝所面临的主要问题，可作为高寒地区细粒尾矿堆坝的高效方案加以推广。

为提升高寒地区公路工程的使用寿命，结合工程勘察结果，进行施工原材料选择以及配合比设计，采用水泥碎石技术完成公路维修重建施工，并进行施工现场试样制备，进行压实性试验、冻融循环试验、低温膨胀试验，分析其冻融稳定性。在相同的冻融试验条件下，获取Y1和Y2质量损失率Δm、强度损失率ΔF以及损伤度S的试验结果，试验结果显示：采用水泥碎石技术施工后，能够提升公路质量，冻胀率为0.22%，冻融稳定性更佳，可提升高寒地区公路使用寿命。

渠道输水是跨区域长距离调水最有效的手段，可以将水从水源地输送到缺水地区，满足地区的生态系统需要。但在新疆、西藏等高寒地区，渠道输水在冬季易受冰冻灾害影响，冰盖、冰塞堵塞渠道，减小输水流量，严重影响了过流能力。本文研究出高寒地区冬季渠道输水加热装置，该系统配备发热电缆加热系统，利用电能将电缆加热系统中的发热电缆加热，从而防止渠道中的水结冰，最后通过渠道现场试验，验证装置的可行性。

针对高寒地区新浇筑混凝土易受冻害，导致的路面结构安全隐患和后期服役寿命受限等问题，文中选取西藏地区实际施工材料分别拌制了C30、C40及C45三组水泥混凝土试件，试件在标准养护室养护0,3,7,28 d后移置室外继续养护150 d,研究抗压强度、抗折强度及动弹性模量变化规律，并且对自然养护150 d的试件进行300次冻融循环试验。研究结果表明：当认为标准养护龄期为28 d的混凝土无受冻状态时，标准养护龄期的增加能有效提升混凝土服役初期的抗冻能力，混凝土的受冻率随着养护龄期的增加依次降低；通过掺加粉煤灰和防冻剂，自然养护150 d的混凝土可经受275～300次冻融循环，冻融循环250次后，混凝土内部产生明显的大孔隙及裂隙，试件抗冻指标快速下降；通过建立的冻融损伤度转化公式，可快速对高寒地区不同服役年限的混凝土建筑物进行力学性能预测，进而为运行期建筑物安全性评价提供理论支撑。

本研究基于低温弯曲实验、冻融劈裂实验和约束试件温度应力实验，模拟北方高寒地域环境纤维沥青混合料的低温耐受性，探究了沥青种类、玄武岩纤维长度和直径对沥青混合料低温性能的影响规律。研究结果表明：在高寒大温差条件下，沥青种类对沥青混合料低温性能具有显著影响，其中SBS改性沥青>70#基质沥青；在相同纤维掺量下，三种直径的玄武岩纤维对AC-13混合料低温性能的改善作用为7μm>16μm>25μm；三种长度（3 mm、6 mm、12 mm）的玄武岩纤维对AC-13混合料的性能改善呈先增后减趋势，6 mm长度的纤维对低温性能改善效果最佳。该研究成果可为玄武岩纤维在寒冷地区道路上的应用提供实验参考，也可作为教学案例应用于土木工程领域研究生课程，用来研究高寒地区道路工程路面材料的特殊设计需求。

相比常规岩体，高寒区冻融环境下岩体的力学参数及破碎特征均存在显著变化，其矿岩爆破开挖也难以直接应用传统设计参数，开展冻融环境下的爆破工艺参数研究具有重要意义。研究以巨龙铜矿为依托，在分析冻融循环对岩石力学特性影响的基础上，开展了冻融环境下矿岩的单孔和双孔同段爆破漏斗试验，测定了爆破漏斗几何参数和块度分布，采用拟合方法确定了爆破设计的合理参数，并对比分析了该矿山四种不同岩性条件下的爆破漏斗参数变化。结果表明：冻融循环作用下岩体力学特性显著衰减，单轴抗压强度和弹性模量下降幅度可达40.6%、54.0%;不同岩性条件下冻融矿岩的单孔爆破最佳埋深比为0.678～0.789,最佳药包埋深与漏斗半径比值分布在0.875～1.076范围内。针对知不拉矿区炮孔孔径152 mm,矽卡岩孔网参数为4.5 m×3 m,炸药单耗0.56 kg/m3;凝灰岩孔网参数为5 m×4 m,炸药单耗0.63 kg/m3;针对巨龙矿区孔径310 mm,凝灰岩爆破孔网参数为7 m×5 m,炸药单耗0.61 kg/m3;花岗斑岩孔网参数为8 m×5 m,炸药单...

水-热耦合作用是高寒地区供水渠道劣化失稳的重要因素。以北疆典型供水渠道为研究对象，依据渠道典型断面的监测结果，系统分析供水渠道的温度场和渗流场特征，在此基础上通过数值计算分析湿干冻融耦合循环下供水渠道的水热演化规律，探讨不同运行年份对于渠道水热特性的影响。结果表明：渠基土每年经历了显著的升降温过程以及饱和-非饱和的状态转换，多年来经历了干湿交替、冻融循环的耦合作用过程，其水热问题往往呈现湿干冻融耦合循环的特点。在运行过程中，渠道的水分场、温度场发生显著变化，但这一变化在模型渠道运行3年后已趋于稳定，浅层基土饱和度的增长是造成模型渠道冻胀融沉的主要原因。研究成果可为高寒地区长距离调水工程建设及运维提供科学依据。

鉴于高寒地区混凝土冻融循环频繁、易冻坏,因此,如何提高混凝土抗冻性能是关键。阐述了对高寒地区道面混凝土抗冻性能进行的研究,重点研究了道面混凝土水胶比、砂率、胶材用量和含气量对其抗冻性能的影响。研究结果表明:在满足道面混凝土设计指标和现场施工性能的前提下,增加胶材用量、降低水胶比、砂率和含气量均有利于道面混凝土抗冻性能的提高,据此设计的道面混凝土抗冻等级能够达到F300。研究成果对高寒地区道面混凝土抗冻性能的设计具有指导意义。

高寒地区膨胀性岩土边坡经过冻融、风化、膨胀、收缩等综合作用极易形成滑坡，其对工程危害大，必须及时治理，防止恶化。针对高寒地区某铁路路堑滑坡综合分析，并进行边坡稳定性分析，提出滑坡坡体内采用圆形钻孔灌注桩，外露部分采用桩板墙组合的新型桩型，以及做好截、排水措施的治理方案；滑坡经过治理后处于稳定状态，治理效果良好。

高寒地区水工建筑物长期暴露在高海拔、强紫外辐射、冬季严寒且温差大等特殊环境下，较其他地区更易产生裂缝、渗漏破坏，以及冻融破坏、溶蚀、碳化、钢筋锈蚀、冲刷破坏等劣化问题，严重影响工程安全运行。通过室内紫外湿热老化、冻融循环，以及西藏地区自然老化等试验，研究了环氧砂浆的耐候性能。结果表明，改性环氧砂浆紫外线与湿热加速老化2 000 h均未出现开裂，且抗拉强度保留率74%;抗冻等级可达到F250;自然老化960 d后，涂层颜色轻微变色，表面不粉化。该材料用于西藏拉洛水利枢纽工程泄洪洞消力池表面防护与修复，经过4 a以上服役，改性环氧砂浆抗冻、耐紫外线等耐候性能表现优异，有良好应用潜力，可为高寒地区类似工程应用提供参考。