依托西藏拉妥至芒康公路改建工程，选取现场典型路基断面，在路基不同高度、深度及横向位置处布设了温度-水分传感器、冻胀计，对路基断面处含水量、温度分布及冻胀变形进行了长期监测，研究了三者在时间和空间上的分布情况和变化规律.结果表明：左右路肩及中部测线最大冻结深度分别约为1.25 m与0.85 m;经历一次冻融循环后路基深度-0.5 m上下范围内水分有所积聚，而冻结深度以下土体含水量减小，该区域水分向上发生迁移后部分没有发生回降；冻胀变形过程可大致分为冻胀发展期、冻胀稳定期、冻融交替期、融沉期4个阶段及对应时间段；研究断面-0.5～0 m范围内为显著冻胀区，右路肩(阴面)测线温度振幅、温差及冻结深度最大，阴阳坡效应在该区域类似走向的道路设计中应重点考虑.

为了量化渠基土体中的水分在冻融过程中的迁移及其分布规律,揭示渠基土体的微观冻胀特性,选取渠基土体不同部位的原状土样,进行冻融试验,采用CT扫描技术,监测研究渠基土样冻融过程中的水分迁移及其孔隙水分布规律,进一步探究渠基土体的微观冻胀特性。结果表明:冻融过程中土样深度16～18 cm处的含水率较高,产生了水分积聚。冻结过程中,土体的微观孔隙结构发生了明显变化,同时发生了裂缝的张开和闭合。在融化阶段,由于冻结水快速融化,土体发生融沉,最大融沉量为6.78 mm。研究成果揭示了渠基土体单向冻融过程中的水分迁移规律、孔隙水的分布状态及其冻胀微观特性,为季节冻土区输水渠道的抗冻胀设计提供了理论基础。

莫喀(莫斯科-喀山)高速铁路线路经过莫斯科丘陵、弗拉基米尔低地、下洛夫哥罗德低地、伏尔加河丘陵等地貌单元,铁路沿线第四系松软土层分布广泛,地下水埋藏较浅,土壤湿度高,分布大面积季节性冻土。研究沿线季节性冻土的冻胀特性对高速铁路工程设计、施工运营安全等具有重要意义。本文通过对铁路沿线14个场地监测数据的分析,得出以下结论:(1)莫喀高速铁路沿线地基土主要为低液限黏土,其粉粒含量极高,均值达到30%,土层具有极强的冻胀性;(2)沿线季节性冻土区地下水位多处以上升为主,且土体出现冻结时间早(11月中旬开始),这将增大土体的冻胀,影响铁路路基的稳定性;(3)雪盖有利于抑制土体的冻胀。

以黑龙江地区季节冻土区粉质粘土为例,通过单因素和多因素冻胀性试验研究,分析了冻胀率随含水率、冻结温度及干密度的变化规律,应用spss统计分析软件建立了冻胀率与含水率、干密度及冻结温度的多元线性回归模型。试验结果表明,粉质粘土的冻胀率与含水率、干密度及冻结温度呈较好的线性关系,高含水率、低冻结温度及大干密度会使土的冻胀性加剧;含水率对土的冻胀率影响最显著,其次是冻结温度,干密度最小;多元线性回归模型拟合度较好。

介绍了季节性冻土的冻胀试验系统的组成及冻土的冻胀参数的测量方法,并利用该系统对某冻胀性试验土样的冻胀参数进行一个自然冻融周期的观测,得到土温、气温、冻融深度、冻胀力、冻胀位移等数据的变化曲线,通过分析试验数据得出土的冻胀参数变化规律。

研究了不同试验条件下兰新铁路K411+200处季节冻土土冻胀量的特点,进行了冻胀试验并对试验结果进行了对比分析。试验结果表明:冻胀量随含水量的增加而增长,开放体系冻胀量远大于封闭体系冻胀量,但初始含水率对冻胀的影响在封闭体系下比开放体系下更敏感。

利用自制冻胀试验装置,对淤泥质黏土、淤泥质粉质黏土、粉砂在不同冷端温度、含水率及荷载作用下的冻胀规律进行试验研究。结果表明:在试验含水率及干密度范围内,土体冻胀率随冷端温度下降线性降低,随土样含水率增加线性增大,随干密度增加而增大,随上部荷载增大呈指数规律降低。同时对淤泥质黏土进行了正交冻胀试验,表明各因素对土体冻胀率的影响程度的由大到小顺序为:含水率、冷端温度、干密度、上部荷载。最后给出了不同因素对黏性土冻胀的预测模型。