【目的】本研究旨在从青藏高原多年冻土区土壤中分离筛选高效解磷菌，为青藏高原土壤中难利用性磷的活化提供菌株资源。【方法】以青藏高原唐古拉山口附近的多年冻土区土壤为研究对象，利用有机磷和无机磷选择性培养基通过平板划线法分离解磷菌，通过16SrRNA基因系统发育分析对菌株进行鉴定，并对解磷菌的解磷能力和抗逆能力进行评价。【结果】分离筛选的5株解磷菌应归于假单胞菌属(Pseudomonas)，包括3株解无机磷菌(i5、i6、i9L)和2株解有机磷菌(Qb和Qo);30℃培养条件下，Qb和Qo上清液有效磷含量分别为534.8 mg/L和723.7 mg/L，显著高于i5、i6、i9L上清液有效磷含量(166.9–210.5 mg/L)；利用不同浓度的聚乙二醇(PEG6000)对菌株进行模拟干旱培养，5株解磷菌在PEG6000处理下均可正常生长，而且Qo上清液有效磷含量最高(519.7–683.0 mg/L)；不同培养温度下，Qb和Qo在5℃和10℃培养下解磷能力要强于其他菌株的解磷能力。【结论】菌株Qo的耐低温和干旱能力强于其他4株菌，是青藏高原等高寒地区菌肥开发和植被恢复研究重要菌种资源。

寒区多年冻土斜坡内部存在的下卧冰层对多年冻土斜坡稳定有着重要影响。为探究冰-冻土界面力学特性对斜坡稳定的影响，该研究以冰-冻土界面为研究对象，在低温环境（-3℃）下开展了不同冻土初始孔隙比和含水率下的冰-冻土界面及对应的冰-土颗粒界面直接剪切试验，建立了考虑冰晶胶结特性的冰-冻土界面非线性弹性损伤模型，结合试验结果对模型进行了验证，并分析了界面在剪切过程中切线刚度的变化规律。结果表明：冰-土颗粒界面的剪切应力表现为应变硬化特性，而冰-冻土界面的剪应力在峰值强度之后迅速下降，表现为应变软化特性。冰-冻土界面结构系数峰值点对应的剪切位移随着含水率的增大而增大，当冻土初始孔隙比为1.0、0.8和0.6，冻土初始含水率从14%增大至18%时剪切位移分别增大了32.7%、41.3%和52.1%。在-3℃下，冻土的初始含水率越大，则界面处的胶结冰越多，黏聚强度对界面的抗剪强度贡献也就越大。当结构系数达峰值点后，界面开始产生损伤，并随着剪切位移的增加进入加速损伤阶段。剪切过程中界面的切线刚度呈先增大后减小的趋势，在结构系数峰值点处为0，之后切线刚度随着剪切位移的增加逐渐减小。此外，界面的峰值切线刚度...

冻土本构模型对于分析寒区岩土工程的安全和稳定性至关重要。低温吸力理论可以在物理层面解释温度对冻土力学特性产生影响的机理，且基于该理论所建立的冻土本构模型能实现融土和冻土本构关系的统一，所以近年来低温吸力理论受到越来越多的关注。本文首先通过分析饱和冻土中冰-水界面的表面张力作用，在低温吸力理论的基础上提出了低温粒间吸力的概念，并基于Clapeyron方程建立了低温粒间吸力与温度的关系式以及饱和冻土的有效应力公式。其次，针对多种类型的饱和冻土开展了温控侧限压缩试验和三轴剪切试验，发现低温粒间吸力对冻土力学特性的影响可以归结为其对冻土表观超固结性的影响，即冻土的表观超固结程度随低温粒间吸力的增大而增强。根据试验规律，建立了冻土表观前期固结压力和抗剪强度计算公式。最后，将以上所建立的冻土有效应力公式、前期固结压力公式和强度公式与超固结融土的统一硬化本构理论（即UH模型理论）结合，提出了一个新的冻土热力耦合弹塑性本构模型。使用该模型模拟冻土侧限压缩试验、单轴压缩试验和三轴剪切试验，发现其能合理描述冻土在不同温度和围压下的应力-应变关系，且计算结果与试验数据符合良好。

为解决在高原冻土层实施钻井勘探中出现井壁失稳坍塌及钻井液对储层侵害等问题，以氯化钠为抗冻剂、硅酸钠为成膜剂采用正交实验法进行室内实验，最终在多组钻井液配方中优选出两组抗低温成膜剂钻井液配方。在-5℃下使用的配方Z1（清水+15%NaCl+2.5%Na膨润土+1.5%Na-HPAN+0.3%XG+2%硅酸钠）,在-10℃下使用的配方Z2（清水+20%NaCl+3.0%Na膨润土+1.5%Na-HPAN+0.4%XG+1.5%硅酸钠）。其主要性能指标是：AV值12.0,16.5 mPa·s;PV值9.0,13.0 mPa·s;YP值3.1,3.6 Pa;FLAPI值6.5 mL/30 min, 6.3 mL/30 min。经对两组钻井液的流变参数测定及滤饼质量观测，两组配方均具有较好的流变性能并能形成致密有韧性的半透膜，故两组钻井液配方都满足在高原冻土层钻井勘探的使用要求。

以某桥梁工程项目为例，对低温冻土区域内桥梁桩基混凝土质量控制技术进行分析论述。主要对桥梁桩基施工要点及桩基混凝土质控措施进行研究，研究结果表明，在低温冻土区的桥梁桩基础施工过程中，应掌握相关的施工要点，这是确保桩基整体质量的前提和基础。同时，可针对混凝土配制、运输、灌注、养护等主要施工环节采取有效措施，控制桩基混凝土的质量，确保桩基础达到现行规范标准的质量要求，提高桥梁桩基承载力。

西藏地区由于独特的气候与地理环境，在其冻土地区存在雷电与低温共存现象。低温下冻土作为含冰复杂体系，其在雷击下的冲击散流性能仍不明晰，因此该文就冻土电阻率的负温特性以及接地极的冲击特性开展研究。首先研究了不同含水量、含盐量的土壤电阻率随温度的变化规律；然后在冲击电流作用下，以永冻土试品的表层土壤融化厚度和季节性冻土试品的表层土壤冻结厚度为变量，探究了其对相应冻土中垂直接地极暂态电位的影响规律；最后结合冻结条件下土壤冲击放电的形貌特征与地中电场强度和电流密度的分布特性，探讨了负温下接地极暂态电位变化的本质原因。试验研究表明：考虑盐分对土壤的影响，当其温度在一次冻结温度T_f与二次冻结温度Ts之间时，电阻率随温度下降缓慢上升，只有当温度降至二次冻结温度时，才存在突增现象；在永冻土中，当冻土温度高于Ts时，接地极仍具有较好的散流性能。由此可知降低Ts可以减小水分冻结对土壤电阻率的影响，为避免极寒地区接地极失效提供了新思路。

为研究冻土地区桩基的施工技术，结合工程实例，通过研究混凝土水化热对桩周土的影响及低温混凝土凝结时间影响因素，研究结果表明：混凝土入模温度及水泥水化热的影响主要体现在桩基本身及附近土体；在低温环境中随着环境温度越低，混凝土的初凝及终凝时间越长；随着减水剂掺量的增加，混凝土的初凝及终凝时间越长；随着早强剂掺量的增加，混凝土的初凝及终凝时间有所缩短；有矿物掺合料情况下的混凝土初凝及终凝时间也有所缩短。

为获得超低温冻土抗压强度预测模型,探究超低温状态下冻土的物理性质及力学性质的变化,对含水率19%, 22%, 25%和28%的低液限黏土土样进行-180°C～-10°C的单轴压缩强度试验,并测量-80°C～-10°C土样的未冻水含量,建立基于WOA-BP神经网络和BP神经网络的预测模型,探究含水率、温度、未冻水含量与超低温冻土抗压强度关系.预测结果表明:含水率、温度、未冻水含量与超低温冻土抗压强度存在复杂的非线性关系,特别是在-180°C～-80°C区间内,现有的线性拟合公式已无法准确预测该区间内冻土抗压强度;基于WOA-BP神经网络预测模型的整体预测效果较好,其绝对误差平均值为1.167 MPa,相对误差平均值为7.62%, BP神经网络预测模型的绝对误差平均值为8.462 MPa,相对误差平均值为47.99%.基于鲸鱼优化算法的BP神经网络预测模型预测误差明显小于BP神经网络预测模型及线性拟合值,更接近实测值.该预测模型具有较高精确度,能有效解决超低温冻土抗压强度与其影响因素间复杂的非线性关系,可为人工冻结技术在地层应急工程中的应用提供参考.

结合东乘公麻金矿区地层特性和高原冻土环境实际,钻进过程中存在冻土地层融化、孔壁膨胀崩塌、钻孔越打越浅、岩心采取困难、钻孔冻结等技术难题。通过对钻探施工设备、施工工艺和施工管理进行研究和分析,重点研究了低温冲洗液性能对钻进过程的影响。通过正交试验对冲洗液配方在-5℃条件下对比,优选出抗低温、散热系数小、粘度适中、滤失量低的最佳配方,有效解决了高原冻土地层钻进技术难题。在CZK031和CZK4821两个钻孔进行现场应用,冲洗液对孔壁保护较好,未发生孔壁坍塌掉块和孔内冻结事故,取得了较好的施工效果。低温冲洗液配方的研究应用,对其他地区高原冻土地层施工具有参考意义。

青藏铁路路基创造性采用了主动冷却路基的设计理念修建而成，目前铁路已经安全运营超过10年。青藏铁路路基修筑在多年冻土之上，路基下部冻土温度变化是衡量路基是否稳定的关键因素。基于长期（2008—2019年）地温观测资料，对昆仑山垭口南坡青藏铁路K980+000低温多年冻土区块石路基坡脚至坡脚外30m范围内的冻土上限变化、年际地温变化、季节性地温变化进行分析，研究了路基工程行为对低温多年冻土的长期影响机制。结果表明：冻土地温不断升高，冻土上限逐年下移；与天然孔比较，路基坡脚处地温增温幅度反而较小，主要可能受块石路基冷却效应的影响；冷季与暖季呈现出不对称的增温趋势。冻土路基普遍增温的趋势仍然存在，出于对多年冻土的保护与保证工程稳定性的考虑，应尽量采用冷却路基的思想修建路基。同时，应加强对路基的监测，分析长期增温过程后路基稳定性变化，并对路基下部冻土的变化做出定量研究。