为探讨多年冻土原状样承受竖向外荷载时的强度和变形特性，对不同深度的原状冻土样进行单轴试验和固结试验，并分析了冻土抗压强度、弹性模量、破坏形态、融沉特性.试验表明：在单轴试验中，浅层土的应力-应变曲线为不规则的非线性曲线，深土层的应力-应变曲线为抛物线形式曲线，随着含冰量的增加以及含砂量的减少，荷载由土颗粒骨架发展为冰晶体承担，抗压强度和弹性模量随深度的增加先减小后增大.冻土的破坏分为三种：延性破坏时外部无明显裂痕，仅产生挤压变形；弱面剪切破坏引起侧向裂缝以及侧向挤压变形；轴向分裂破坏的裂痕从中间至轴向展开.在固结试验中，主固结一般发生在前100 min,深层土的固结应变及融沉系数比浅土层大，且深土层融沉系数受荷载影响较大.

为了研究离子类土壤固化剂对青藏高原高温冻土工程性质的改良效果,分别选用酸性和碱性离子类土壤固化剂对冻结青藏粉质黏土进行了改良测试。塑性指数测试表明,两种固化剂的最优含量为0.20%。固化剂含量小于0.30%时,冻结温度相对原状土样没有明显的下降。对不同含量碱性和酸性固化土力学性质进行了测试,无侧限单轴抗压强度相对原状土样整体增大,碱性和酸性固化土抗压强度最大分别提高了78.7%和46.6%,最优配比(0.20%)的碱性和酸性固化土体积压缩系数随养护龄期增大而减小,两种固化土的体积压缩系数相对原状土样最大分别下降了44.4%和27.8%,固化效果明显。碱性固化土力学性质变化更显著,说明碱性固化剂更适合对青藏黏土进行改良。

总结了原状土的变形特性和物理性能的研究结果 (400个试验),描述了西伯利亚北部和俄罗斯的欧洲地区。在冻土物理性质和变形特征的相关性的基础上,提出了冻土融冻的计算公式。

采用恒温变载和恒载变温两种压缩试验方法研究了青藏高原高温高含冰量冻土(WIFS)的变形特性,得到了不同温度下的压缩指标。试验结果表明:(1)高温高含冰量冻土的压缩性具有很大的量级,压缩指数都在0.15以上。(2)恒温变载(CTSL)实验条件下,压缩系数都在0.2MPa-1以上。恒载变温(CLST)实验条件下,当温度为-1.5℃时,压缩系数为0.04MPa-1,而当温度升高到-0.3℃时,冻土压缩系数变为0.29MPa-1。(3)在分级加载试验中应变最大可达10%,在阶梯型升温条件下应变最大可达8%。通过探讨分析,认为青藏高原高温高含冰量冻土属于中高等压缩性土,青藏铁路在其以后的运营中必须加强必要的维护和密切的动态变形监测。

高温-高含冰量冻土属于塑性冻土,荷载作用下具有较强的压缩性.为了研究高温-高含冰量冻土的压缩变形特性,采用恒温-变载的试验方法得到了不同温度(-0.3、-0.5、-0.7、-1.0、-1.5℃),不同含水量(40%、80%、120%)条件下冻土试样的体积压缩系数.结果表明:1)高温-高含冰量冻土具有极大的压缩性,青藏黏土40%含水量试样在-0.3℃时的体积压缩系数可达0.328 MPa-1,属于高压缩性土;2)高温-高含冰量冻土在压缩过程中存在渗滤变形,且主要发生于加载的初始阶段;3)温度与含冰量是影响高温-高含冰量冻土压缩性的主要因素,它们决定了冻土中体积未冻水的含量,从而控制了冻土的压缩性;4)在试验条件下,高温-高含冰量冻土的压缩性随着温度的升高而增大,随着含水量的增大而减小.高温时含水量对压缩性的影响比较显著,低温时影响较小.

文章论述了冻土融化压缩特性试验,并得出融沉系数与冻土的含水(冰)量、干容重关系曲线及融化压缩系数与冻土的含水(冰)量、干容重曲线关系,由试验结果发现冻土的融沉系数和融化压缩系数与冻土的含水量和干容重可近似的呈线形关系。

融沉变形破坏是多年冻土区建筑物冻害的主要原因之一,实际的融沉量是热融沉陷与压缩沉降量的叠加:冻土融化体积压缩系数是估算冻土融后压缩沉降变形量的关键计算参数。根据286个冻土原状样融沉压缩试验数据资料,对细砾土、砂土、粉土、黏性土、泥炭化黏性土和泥炭质土等6类土,分别提出了在0～100 kPa和0～200 kPa压力段两种条件下的体积压缩系数和干密度之间的线性、二项式和对数式回归分析方程式。在此基础上,给出了确定6类土体积压缩系数的经验数据表。此外,还指出了现有规范推荐方法和建议值所存在的问题。

通过对不同土性,不同含水量以及不同冻结温度下的冻土融化后压缩系数的测定与原状土的压缩系数之间的比较来分析土性,冻结温度和含水率对冻土融化后物理力学性能的影响。