使用数字高程模型和中国MODIS逐日无云500m积雪数据，研究了新疆高寒山区的叶尔羌河流域.根据泥石流灾害点的分布特征，该区域被划分为泥石流发育区(极高/高易发区)和非发育区(低/极低易发区),并分析了各分区的地质条件和积雪演变特征.研究结果表明：(1)泥石流发育区主要的地质条件：海拔为4 000～5 000m、坡度为8°～20°、阴坡坡向(占发育区3.10%).灾害点多集中在海拔小于3 000m、坡度为8°～20°、半阴坡的区域.(2)极高易发区的积雪覆盖百分比(SCP)在所有区域中最小(平均SCP为10.26%),年际变化最大(标准差条带面积最大).高易发区绝大部分时间SCP最高(平均为40.52%),年际变化较小.(3)泥石流发育区的积雪天数(SCD)为110.6d,长于非发育区(86.86d),积雪开始时间(SCOD)和融雪开始时间(SCMD)也较早(SCOD:339.46/342.70DOY;SCMD:97.59/102.46DOY).两个区域的SCD和SCMD均呈现减少趋势，SCOD呈增加趋势，但发育区的变化趋势较为显著，使其SCD更长.对叶尔羌河流域泥石流发育地形和积雪演...

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...

由于东北等高纬度季节性冻土地区春融冬冻的特点，强风化围岩隧道衬砌经常发生渗漏、悬冰、开裂等问题，严重影响列车运行安全。依托某寒区隧道工程，运用理论分析和数值建模等手段，基于季节冻土区强风化围岩隧道衬砌受力模型，分析隧道在富水期和冻结期的轴力和弯矩。通过施加注浆加固圈的方式，建立了注浆加固隧道衬砌受力模型，分析注浆加固厚度关键参数对于衬砌受力的变化规律。研究发现，隧道围岩处于富水期时，弯矩使衬砌产生“倒桃形”变形。当隧道围岩处于冻结期时，弯矩引起衬砌的“类葫芦形”变形。此外，在注浆性能相同的情况下，圆形注浆比传统的马蹄形注浆加固更有利于折减衬砌外力和内力。

冻土层在高寒地区的生态平衡中起着重要作用，但冻土层的修复与保护在高原高寒矿区生态环境治理中经常被忽略，鲜有研究。以木里矿区聚乎更区生态环境综合整治实践为例，通过对原始冻土层的平面分布、垂向分布、地层结构、地温变化等特征的分析，针对破坏的土壤层、地表层、冻土层、煤层顶板岩层等不同研究对象的生态地质层剖面，按照模拟季节性冻土、多年冻土差异变化特征及其生态地质功能的思路，在利用构建人造冻土层和回填层二元结构冻土生态地质层剖面模型的基础上，提出了以冻土概况调查、剖面模型建立、搭接融合、确定回填时间、设计表层保水、布设截排水沟、地貌重塑为流程的人工构建冻土层的修复技术，以实现人造冻土层在物质结构、地下含隔水层结构及水力联系、水源涵养等方面的功能基本达到原始冻土层的水平，同时提供更多对冻土保存有利的条件。采用探坑、钻孔岩心取样和孔内长期地温监测等不同方法手段在以往矿区渣山区和新回填修复采坑内对比实验，证实了原渣山压覆区域多年冻土顶界在稳定抬升，采坑内新回填区已经开始形成新的冻土层；通过对比渣山区自然恢复冻土层和采坑内人工修复冻层形成的时间和厚度，表明人造冻土层构建更有助于该区冻土快速恢复。

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。