为了研究冻结过程中，初始干密度、初始含水率对冻土强度和刚度的影响，在-10℃的条件下，对不同初始干密度、初始含水率的冻土试样进行声波测试，观察冻结过程中纵波波速的变化。试验结果表明，黏质粉土在冻结过程分为三个阶段，分别为缓慢上升阶段、快速爬升阶段以及稳定阶段，冻结能显著提高试样的纵波波速；随着初始含水率的增加，试样的峰值波速逐渐增加，冻结过程中波速上升速度逐渐加快；初始干密度越大，试样的密实程度越高，冻结时的峰值波速也越大，但波速上升速度几乎相同。
该文以“一带一路”国家重要项目西藏羊大公路改建工程为依托，研究高原冻土地区涵洞冻融力学特性，采用Midas GTS NX有限元软件建立钢波纹管涵洞与水下防冻钢筋混凝土管涵4种工况下力学模型，通过设置土层温度变化函数，分析两种高原地区常用涵洞管道材料在经历冻融循环前后土层内力变化，管涵等结构层内力、位移变化以及铺设双向HDPE高密度聚乙烯土工格栅内力变化规律。研究结果表明：在经历冻融循环后两种材质管涵塑性区均增加，但是采用水下防冻钢筋混凝土管具有更好的协调变形能力；钢波纹管涵经过冻融循环后中点与两端主应力、剪应力变化率、不同路基边坡测点位移量均比水下防冻钢筋混凝土管涵小，更适宜在高原寒区使用；铺设双向HDPE高密度聚乙烯土工格栅后可以有效降低路面结构层不均匀变形；将建模理论计算值和施工现场检测数据进行比较分析，验证了该文方法的正确性。
开展荷载作用下冻土的宏-细观力学特性试验研究,对揭示冻土细观力学特性和建立宏-细观力学性质之间的联系具有重要的意义。利用重新研制的可配合医用CT进行扫描的冻土三轴仪开展了不同温度、围压条件下的饱和冻土常规三轴压缩试验研究,其中在轴向加载过程中共对试样进行了8次CT扫描。通过对CT数平均值和应力应变曲线的分析发现:当应力应变曲线表现为应变硬化时,冻土试样CT数平均值随着轴向应变的增加而线性降低;当应力应变曲线表现为应变软化时,试样CT数平均值在软化阶段加速降低。结合动态扫描过程中试样CT数平均值的变化规律,提出利用试样CT数平均值对体积破损率进行表征,建立了饱和冻土的二元介质细观本构模型,并利用试验数据对建立的本构模型进行了验证,结果表明提出的本构模型能够很好的预测冻土在常规三轴应力路径下的应力应变行为。
高温冻土的动弹性模量是对土层进行动力反应分析的相关参数之一，对高温冻土的动弹性模量影响因素进行研究，可以为深入研究高温多年冻土场地的动力特性提供基础的理论参考。应用室内动三轴试验，研究了频率(4、5、6 Hz)、动应力幅值（30、40、50 kPa）对高温冻结粉质黏土动弹性模量的影响规律：相同累积动应变下，频率越大，动弹性模量越大，且动弹性模量随着累积动应变的增加，逐渐增大；同一累积动应变下，幅值越低，动弹性模量越大；动应力幅值为50 kPa(-1.5℃)、频率较高时，高温冻土的动弹性模量随着累积动应变的发展先增大后减小；动应力幅值为30、40 kPa时，高温冻土的动弹性模量随着累积动应变的发展而增大。
为深入了解高原露天矿山冻土力学特性，以西藏某铜矿露天台阶表层冻土为研究对象，分别开展冻土的冻结实验及单轴压缩、巴西劈裂和直剪实验，分析冻结温度对冻结深度、冻土基础力学指标的影响规律。结果表明，较低的冻结温度下，冻土的前期冻结速率较快，随着冻结时间的增加，冻结速率逐渐减小并趋于稳定。冻土的抗压强度、弹性模量、抗拉强度均随温度的降低而增大。受未冻水含量影响，冻土抗剪强度、粘聚力和内摩擦角在未冻结以及完全冻结状态时较高，而部分冻结时较低。本研究旨在为露天台阶爆破作业提供参数依据。
全面掌握冻土抗拉强度研究现状是进一步深化研究的基础。首先，分类介绍了目前可用于冻土抗拉强度测试的各典型方法，详细阐述了不同测试方法的试验条件、试样形式和受力机理，对比列举了典型抗拉强度测试方法优缺点。其次，归纳总结了基于不同试验方法已进行的研究工作和不足。然后，全面分析了温度、含水量、加载（变形）速率、土质及试样尺寸等影响因素对冻土抗拉强度变化规律影响的最新研究进展。最后，提出发展并完善冻土抗拉强度研究方法和体系，增加高温冻土抗拉强度测试研究，从而获得更加准确模拟冻土张拉破坏行为的展望。指出应结合冻土微细观结构和数字图像技术研究手段，深入揭示冻土抗拉强度形成内因和张拉破坏机制。阐述以多影响因素试验为基础，探寻更为完善的冻土抗拉强度预测方法。同时，拓展冻土抗拉强度的现场原位测试研究，加强室内外双轨并行式研究思路。通过对国内外研究现状及发展趋势的分析，为冻土抗拉强度试验研究、冻胀理论模型完善、寒区岩土工程设计和人工冻结加固工程等提供参考和指导。
随着西部大开发和振兴东北战略进一步深化，各种寒区工程得以大规模修建。为了保证建、构筑物的寿命，使其在服役期内能够保持正常的工作状态，要求冻土和结构物具有良好的冻结强度和稳定性，冻土-结构接触面特性是冻土力学特性最直接的反映，而接触面粗糙度是影响这一特性的重要因素。因此主要从粗糙度出发，根据国内外现有冻土-结构接触面剪切试验研究成果，从粗糙度的评定、粗糙度对力学特性的影响及其微观机理等方面进行了系统的分析；最后基于Gompertz模型构建了可考虑粗糙度影响的接触面剪应力-剪切位移本构模型，验证表明，该模型能够较好地描述接触面的剪应力-剪切位移发展规律。
拱北隧道暗挖段作为港珠澳大桥珠海连接线的重点工程，首次运用管幕冻结法进行施工。该法综合管幕法和人工地层冻结法的优势，可在隧道断面形成“顶管-冻土帷幕”复合支护体系，有效实现“承载”与“顶管间止水”的双重目标，确保隧道开挖时的稳定与安全。为获得“顶管-冻土”复合结构的温度、变形与力学特性，基于相似理论自主研发构建一套相似模型试验系统并开展试验研究，同时利用有限元软件COMSOL Multiphysics建立数值计算模型进行模拟验证。结果表明：复合结构的冻结温度场因空、实顶管及其内部冻结器的布置形式呈现不均匀分布特征，冻土形成速率在冻结后期明显变缓；土体竖向冻胀变形在60～160 min内急剧增大，且冻胀量随深度增加而增大，整体规律与温度场分布密切相关；土体冻结产生的冻胀力对顶管水平受力影响较大，空顶管相对刚度较小而产生较大水平变形；在加载阶段，顶管受力与变形均以竖向为主。因空、实顶管刚度差异和冻土厚度不均匀的共同影响，空顶管竖向变形包含了“弯曲”与“压扁”并具有非线性特征，其跨中截面底部竖向位移峰值约为实顶管的1.6倍；加载至0.28 MPa时，管间冻土首先发生破坏，进而导致顶管间封水功...
为分析钢管冻土组合结构的受弯过程特点,依托室内试验的研究成果,利用ANSYS软件分析钢管冻土组合结构受弯过程中的承载力变化规律。研究结果表明:1)冻土结构底部布置钢管后形成钢管冻土组合结构的极限承载力较常规无钢管冻土结构可提高52.6%,荷载作用下组合结构截面应力分布呈“分层”现象,其应力计算过程仍满足梁的平截面假定; 2)当冻土与钢管之间的剪切应力超过其抗剪强度时,钢管与冻土会发生滑移,但钢管和冻土各自独立承载仍可发挥组合结构的承载能力; 3)钢管直径和壁厚的增加,可以提高钢管冻土组合结构的极限承载力;布置在结构截面底部的钢管对提升组合结构的承载力效果明显,其极限承载力较钢管位于截面中心或者顶部位置时提高约30%。
为解决极地冻土区油气资源储量极大但其力学特性和钻井井壁失稳机理尚不清晰的问题,对冻土岩样开展低温三轴力学特性实验,并基于此开展钻井井壁坍塌失稳相关数值模拟分析。结果表明:冻土的极限强度会随温度的降低和围压的增大而逐渐提高;冻土弹性模量尽管会随温度的降低而增加,但受围压影响较小,而泊松比基本不受温度及围压的影响;冻土内聚力会随实验温度的降低得到较大幅度提升,但不同实验温度范围内温度对冻土内聚力的影响程度存在差异,实验温度高于-12.5℃时温度对冻土内聚力的影响较强;极地冻土储层钻井过程近井地带冰的分解会随钻井作业的进行而逐渐变慢,冰的最终分解前缘位置为0.079 6 m,井眼扩大率达到63.51%。研究结果可为极地冻土层油气资源钻井作业设计提供参考与指导。