为研究新疆高山多年冻土区路基结构适用性，对G219新藏公路沿线病害进行调查统计，在试验路段K595+070-K596+270修筑4种路基结构并埋设传感器以监测温度、水分和沉降变形，利用模糊数学综合评价法定量分析各路基结构的评价等级和适用性。结果表明：G219沿线多年冻土区公路病害以沉陷、裂缝为主，占比49.03%、27.53%;相比普通路基，热棒路基、片块石路基、通风管路基分别将填料内(地基中)冻土上限提高了4.3 m(1.9 m)、3.5 m(1.2 m)、2.8 m(0.3 m),将地下1 m处沉降值减小了33.5%、14.2%、24.1%,各路基水分场分布规律相似；热棒路基、通风管路基、片块石路基、普通路基的评价指数为0.77、0.71、0.68、0.54,结合评价集可知前三者具有保护高山多年冻土稳定性的作用，路基结构实践适用性依次递减。
形状传感技术结合了应变-形状算法，使测点的应变与空间位置对应。该技术能真实地反映待测物的空间姿态与形状变化，可实现动态实时监测。该文提出了一种基于i Beam3单元的逆有限元法来实现管道变形状况的实时监测。建立了基于iBeam3单元的逆有限元法的理论框架模型；试验验证了其合理性；设计了冻土区管道变形试验，结合应变传感器所测表面应变信息建立逆有限元分析模型；实现了在整个冻融循环过程中对管道形状的重建。试验结果表明：该方法不仅能实时监测管道随土体冻融循环的完整变形过程，而且可以保证精度。在解决寒区管道结构健康监测问题上潜力巨大。
为了研究冻土条件下的溃堤机理，开展了弯道水槽概化模型试验。基于结构光的三维成像原理，提出了一种无干扰全方位的实时溃口三维参数测量方法，并结合温度传感器监测堤内温度变化，研究了冻土条件下均质土堤漫顶溃决过程中溃口形态的演变规律和溃决区域的水位、流速、流量变化特性。依据试验中溃口冲蚀特点，将溃堤过程划分为渗透过流、堤后冲蚀、横向展宽、冲淤平衡4个阶段，黏性土堤和非黏性土堤第2阶段、第3阶段分别以陡坎冲蚀和失稳坍塌为主要特征，且黏性土堤会出现明显的陡坎合并现象。试验结果还表明：冻结后土体间隙的冰晶体与土颗粒相互胶结，土体的黏聚力增大，溃口扩展速率及溃决区域的水位、流速变化率均减小，且黏性土堤受冻土深度的影响更加明显；冻土条件下堤防背水侧与堤顶的连接处薄弱易溃，应加强维护，且一旦溃堤应优先对临水侧进行封堵。
利用传感器对新疆北部某冻土地区公路路基路面的温湿度进行实测研究,探讨最低温度、冻结深度等参数的变化规律,并对温度与湿度的相关性进行分析。研究结果表明:路基路面温度存在周期性变化规律,而变化周期随着深度增加而延长,当深度>140 cm时,温度仅存在年度变化周期;最低温度随着深度的增加而上升,0℃以下持续时间、平均降温速率、平均升温速率均随着深度的增加而减少,平均降温速率与最低温度之间存在抛物线关系,平均升温速率与最低温度之间存在线性关系;当温度跨越0℃时,土中含水率会发生突变,路基土中未冻水含量与负温度绝对值呈半对数关系,且受到初始含水率的影响。
为探究冻土条件下无黏性土堤漫顶溃决过程及溃决区域的水位、流速等水力要素变化规律，开展了弯道水槽概化模型试验。基于结构光传感器的三维成像特性，精确观测了溃堤过程中的溃口形态变化，分析了上游入流恒定时冻土深度对溃口发展过程及溃决区域水力要素的影响。结果表明：(1)冻土条件下的溃堤过程可分为渗透过流、堤后冲刷、横向展宽、冲淤平衡4个阶段，溃堤过程中会出现“陡坎”“堤身分层”“沟底挑流”等现象；(2)冻土条件下溃决区域的流速变化率和水位变化率均随着冻土深度的增加而减小；(3)冻土条件下溃堤稳定后的过堤流量、溃口宽度及垂向深度均与冻土深度呈负相关；(4)冻土深度对主槽区下游侧溃口的发展影响更大。
为了满足气象要素观测自动化的需求,文章利用水的相态变化与电阻特性关系的原理,采用电阻法研制了冻阻式冻土传感器。结果表明:结合LC振荡电路频率响应变化,建立土壤冻融状态判别模型,获得了冻结层次和上下限深度。经过冻阻特性试验完成了过冷温度与起始冻结过程中电阻数据的测量。由单片机系统完成数据采集、计算、存储和传输等任务,可实现冻土观测自动化。
文章利用沈阳观测台站2007～2017年的冻土及深层地温的观测记录和2015年冻土自动观测设备与人工对比试验的观测数据,从温度变化因子对冻土自动观测设备的动态响应特性进行了研究分析。结果表明:季节性冻土的最大冻结深度与温度变化因子有一定的相关关系,在分析自动观测仪器的响应特性和传感器静态测试时,应考虑由热力因子之间,尤其是气温和直接接触传感器的温度之间的环境变化过程对冻结深度的影响及传感器响应带来的线性度和灵敏度的变化。
本文利用冰和水介电常数的显著差异实现对冻土的检测,对土壤中空气、水、冰及固态土的介电特性随温度变化的规律进行初步分析,提出冻土检测的基本原理。具体来讲,电容传感器建立于同一个平面的前提下,对土层能予以垂直插入,进而设置了分层检测流程。通过分析测量各层振荡频率的数值变化,可以确定各层电容传感器所处水平断面被测土壤的冻结状态,实现冻土深度的自动检测。
介绍了地温观测仪电缆传感器在G219线胜利桥至黑恰段多年冻土勘察中的应用探讨,通过使用电缆传感器观测分析得出G219线胜利桥至黑恰段多年冻土分布特征和参数,为G219线胜利桥至黑恰段多年冻土段落各类工程设计和处理提供了参考数据。