冻土动力学是寒区岩土工程所要考虑的重要内容，是研究冻土抗震和抗长期循环荷载的理论基础。本文主要介绍了冻土动力学参数的测试方法，回顾了冻土动力学参数、冻土动强度、冻土动蠕变破坏特征和冻土动蠕变强度的研究进展，并对部分冻土动态本构模型和动蠕变模型进行了简单的介绍，最后对冻土动力学的发展趋势进行了展望。

为降低列车荷载对冻土路基的影响,以青藏铁路北麓河段路基粉质黏土为研究对象,制作重塑土样,在室内进行低温动三轴实验,分析温度、围压及速率效应对冻土骨干曲线和冻土动强度的影响。结果表明:冻土骨干曲线形态接近双曲线,不同实验条件下的骨干曲线与Hardin双曲线拟合结果的标准误差小于0.12;冻土动强度随温度的降低而上升,随围压、频率的升高而升高;相对于围压和频率,温度对骨干曲线和动强度的影响最大。该研究可以为工程设计和施工提供科学依据。

对-1℃的冻土试样在频率为3,5,8 Hz的循环荷载下进行了单轴压缩试验,探讨了冻土在循环荷载下的累积变形和动强度。结果表明:循环荷载作用下冻土的累积变形大小由加载的最大动应力大小决定,同一频率下加载的最大动应力越大,相同循环次数时的累积应变越大;根据加载的最大动应力的大小,累积应变与循环次数的关系曲线可表现为破坏型、稳定型和过渡型3种形态之一。加载频率对冻土累积应变的影响规律复杂,且受加载的最大动应力影响;当最大动应力较小时,频率的影响不明显;当最大动应力比较适中时,大体上频率越高,累积应变越大;当最大动应力比较大时,频率越高,累积应变越小。在3%,5%和10%的破坏应变下,频率为8 Hz时冻土的动强度最大,而3 Hz和5 Hz的动强度比较接近。

冻土对温度敏感且性质易变,而高含冰量冻土的性质更是极不稳定,针对不同温度、不同围压下50%的高含冰量重塑冻土进行了动三轴试验.结果表明:动强度随着振次的增大线性减小,和温度呈二次变化关系,随着负温的增大而增大,围压对动强度影响不大;残余轴应变随着振次的增大而增大,呈幂函数的关系;随负温的增大而变小,围压对残余应变影响也不大.根据这些影响因素,分别给出了高含冰量冻土的动强度和残余应变的计算公式,这些结果可为该类土的动力特性研究提供参考.

在围压为0.3～16 MPa,频率为2 Hz,温度为-4和-6℃条件下,通过一系列恒应力幅循环动荷载试验,发现冻土动强度的变化不仅跟破坏振次的大小有关,而且与围压、循环荷载作用下土体吸收的有效能量(损失能)之间也存在一定关系。根据损失能获得试样温度的变化,将冻土动强度与温度直接联系起来,表明振动荷载作用下损失能累积造成的温度额外升高是控制冻土动强度变化特性的主要因素之一。

冻土动力学是冻土力学的一个重要分支,它主要研究的是在动载荷作用下冻土的强度、变形和稳定性问题。根据冻土动蠕变、动强度、动力学参数、动应力—应变关系、冻土场地地震加速度反应谱分析和路基体系地震反应等方面研究现状和发展趋势,明确了冻土动力学今后的研究方向。

通过对重塑冻结兰州黄土的动三轴试验,较系统研究了地震荷载作用下冻土的动强度特性,并且定量研究了其在不同温度(-2℃、-5℃、-7℃)和围压(1MPa、3MPa、5MPa)条件下的变化规律.结果发现:冻结黄土的动抗剪强度随围压的增大、温度的降低、振次的减少而增大;动粘聚力Cd随振次的减小和温度的降低而增大;动内摩擦角φd随振次的增大和温度的降低而增大.