青藏铁路作为国家重要战略通道和西藏经济发展的关键支撑，在其建设中广泛采用了以桥代路的冻土保护措施。然而，随着全球气候变暖和人类工程活动增加，多年冻土区路桥过渡段出现了大量工程病害，如路基沉降、桥梁结构变形等。本文结合以往研究资料，从病害类型、病害成因、现有处置措施、面临问题分析四个方面，对路桥过渡段工程病害的研究现状进行梳理和总结，结合青藏铁路路桥过渡段病害一体化处置技术试验示范工程的最新观测结果，提出未来工程病害处置方向和建议。桥体结构热源作用诱发的非均匀冻土退化是路桥过渡段差异沉降的主要原因，而桥梁结构变形一方面由冻土地基承载力下降引起，另一方面则主要受到了桥台背后填土的季节冻胀作用。随着青藏高原暖湿化持续加剧，未来青藏铁路多年冻土区路桥过渡段面临更高的病害发生风险，传统补强措施已不足以应对未来风险挑战。一体化处置技术对于路桥过渡段工程病害处置展现出了良好成效，在一年内实现了高温冻土向低温冻土的转变，同时实现稳定性的快速提升，该技术对于进一步提升青藏铁路工程质量和可持续发展具有现实意义。

青藏铁路作为国家重要战略通道和西藏经济发展的关键支撑，在其建设中广泛采用了以桥代路的冻土保护措施。然而，随着全球气候变暖和人类工程活动增加，多年冻土区路桥过渡段出现了大量工程病害，如路基沉降、桥梁结构变形等。本文结合以往研究资料，从病害类型、病害成因、现有处置措施、面临问题分析四个方面，对路桥过渡段工程病害的研究现状进行梳理和总结，结合青藏铁路路桥过渡段病害一体化处置技术试验示范工程的最新观测结果，提出未来工程病害处置方向和建议。桥体结构热源作用诱发的非均匀冻土退化是路桥过渡段差异沉降的主要原因，而桥梁结构变形一方面由冻土地基承载力下降引起，另一方面则主要受到了桥台背后填土的季节冻胀作用。随着青藏高原暖湿化持续加剧，未来青藏铁路多年冻土区路桥过渡段面临更高的病害发生风险，传统补强措施已不足以应对未来风险挑战。一体化处置技术对于路桥过渡段工程病害处置展现出了良好成效，在一年内实现了高温冻土向低温冻土的转变，同时实现稳定性的快速提升，该技术对于进一步提升青藏铁路工程质量和可持续发展具有现实意义。

黄土地区受季节性气候变化和昼夜交替引起冻融循环效应，导致黄土的结构和物理性质发生变化，从而影响黄土的湿陷变形特性。通过室内湿陷试验和微观结构试验，分析了冻结温度对微观结构损伤规律与宏观湿陷变形的响应是否一致。研究结果表明：控制水分场不变情况下，发现不同冻结温度在相同冻融次数条件下，湿陷变形量随冻结温度的降低逐渐减小，说明冻结温度决定冻结速率，冻结速率的快慢变化影响黄土湿陷量的大小；通过对冻融循环10次黄土进行微观结构试验，定性分析发现随冻结温度的降低，土体内部水分发生水-冰循环相变及冷生结构的生成，使土团粒之间胶结力弱化，骨架颗粒发生偏转、滑移，土体内部的颗粒形态、连接方式及分布排列方式均发生变化并形成新的稳定结构；定量分析发现概率熵、平均形状系数、分布分维、孔隙面积比例及孔径变化范围均呈现出规律性变化与定性分析结果一致。由此表明土体内部团粒、孔隙结构的变化规律印证了冻结温度的降低与黄土表现的宏观湿陷变形量逐渐减小的变化规律具有相关性。

地表变形是反映活动层冻融过程的重要特征。为研究地表变形与活动层水热过程的相关性，采用SBAS-InSAR技术对祁连山地区野牛沟多年冻土区近5a的地表变形进行长期连续监测，并基于野外观测数据研究了地表变形与土壤水热过程的关系。结果表明，冻融过程与水力侵蚀作用引起的地表变形最为显著，地表变形表现出明显的季节性特征。冻融过程引起的地表累积变形较小，年际冻胀、融沉幅度约为10～20 mm；水力侵蚀引起的地表累积变形较大，年际地表变形幅度超过50 mm。野外观测数据表明活动层土壤温度具有轻微的下降趋势，负温等温线下探深度增加、历时加长，冻结锋面交汇日逐渐提前。地表变形与土壤温度、土壤湿度具有较好的相关性，在土壤水分富集区相关性更强，相关系数分别为-0.522、-0.415(P<0.001)。土壤水分富集区土壤含水量的变化对地表冻胀、融沉幅度变化的影响也更显著，两者具有良好的线性关系。笔者定量描述了活动层地表变形与土壤水热过程的关系，对大范围活动层冻融参数的监测研究具有参考意义。

地表变形是反映活动层冻融过程的重要特征。为研究地表变形与活动层水热过程的相关性，采用SBAS-InSAR技术对祁连山地区野牛沟多年冻土区近5a的地表变形进行长期连续监测，并基于野外观测数据研究了地表变形与土壤水热过程的关系。结果表明，冻融过程与水力侵蚀作用引起的地表变形最为显著，地表变形表现出明显的季节性特征。冻融过程引起的地表累积变形较小，年际冻胀、融沉幅度约为10～20 mm；水力侵蚀引起的地表累积变形较大，年际地表变形幅度超过50 mm。野外观测数据表明活动层土壤温度具有轻微的下降趋势，负温等温线下探深度增加、历时加长，冻结锋面交汇日逐渐提前。地表变形与土壤温度、土壤湿度具有较好的相关性，在土壤水分富集区相关性更强，相关系数分别为-0.522、-0.415(P<0.001)。土壤水分富集区土壤含水量的变化对地表冻胀、融沉幅度变化的影响也更显著，两者具有良好的线性关系。笔者定量描述了活动层地表变形与土壤水热过程的关系，对大范围活动层冻融参数的监测研究具有参考意义。

在高温、高含冰多年冻土区，气候变暖导致的冻土升温造成了青藏铁路部分路基断面出现明显的沉降变形。为了解气候升温背景下不同结构路基的稳定性变化过程，本研究选取了普通路基、U型块石结构路基和块石护坡路基进行分析。通过分析2006—2018年的地温和变形监测数据，研究这三种类型路基的稳定性以及多年冻土地温和路基变形的关系。研究表明，这三个断面中U型块石结构路基地温稳定性最好，块石护坡路基浅层地温稳定性优于普通路基，但其深层多年冻土的地温稳定性较差。对路基变形监测数据的分析表明，三种路基的变形稳定性从高至低分别为U型块石结构路基、块石护坡路基和普通路基。此外，通过分析含冰量与地温变化数据发现，对于减小路基变形而言，控制浅层多年冻土的升温和融化相比于控制深层地温更有效。

在高温、高含冰多年冻土区，气候变暖导致的冻土升温造成了青藏铁路部分路基断面出现明显的沉降变形。为了解气候升温背景下不同结构路基的稳定性变化过程，本研究选取了普通路基、U型块石结构路基和块石护坡路基进行分析。通过分析2006—2018年的地温和变形监测数据，研究这三种类型路基的稳定性以及多年冻土地温和路基变形的关系。研究表明，这三个断面中U型块石结构路基地温稳定性最好，块石护坡路基浅层地温稳定性优于普通路基，但其深层多年冻土的地温稳定性较差。对路基变形监测数据的分析表明，三种路基的变形稳定性从高至低分别为U型块石结构路基、块石护坡路基和普通路基。此外，通过分析含冰量与地温变化数据发现，对于减小路基变形而言，控制浅层多年冻土的升温和融化相比于控制深层地温更有效。

为研究季节性冻土在冻结过程中各物理场间的耦合作用机制，在封闭条件下开展了直径10 cm、高25 cm土柱单向冻结试验，并结合COMSOL Multiphysics数值模拟软件，模拟了温度场、水分场、位移场及应力场随冻结时间的变化规律。结果表明：在试验初期的前7 h,土柱温度下降速度较快，且距离冷源越近，温度下降得越快，降温的幅度也越大；冻结至30 h,距土柱顶层2～4 cm的范围内富含有大量冰晶体，该区域土体的冻胀量与应力最为集中，土柱最大冻胀量达到约2.62 mm,且冻胀变形量趋于一种稳定状态。

高温冻土本构模型是准确计算冻土体应力与变形的关键。基于修正剑桥模型及双屈服面理论，考虑高温冻土黏聚力及内摩擦角的影响，以整体变形εv-lnp曲线描述试样变形特征，采用应力路径相关因子修正当前屈服面及参考屈服面硬化参量，建立了一个高温冻土双屈服面统一本构模型。结合弹塑性理论推导获得了应力应变关系的增量形式，给出了模型参数的含义与简便确定方法，定义了反映高温冻土当前状态的固结参数及潜在强度，剖析了其与硬化参量之间的相互依赖、相互制约动态循环关系，分析了整个应力路径中的模型状态演化过程，利用试验数据对构建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地预测高温冻土在常规三轴应力路径下的应力应变行为。

铁路路桥过渡段是整个线路中至关重要部分，也是相对薄弱部位，高寒季节性冻土区铁路路桥过渡段填土冻胀引起墩台梁体变形变位，对线路平顺性造成了很大影响。针对高寒季节性冻土区铁路路桥过渡段冻胀问题，基于热力耦合理论，采用ABAQUS软件建立铁路路桥过渡段数值模型，分析过渡段温度场与填土冻胀发展变化规律，探讨由桥台后填土冻胀引起的桥梁-桥台-填土相互作用。结果表明：材料热力学特性与桥台温度边界是影响温度场平衡过程与分布规律的主要因素，且距桥台距离增加，影响逐渐减弱；过渡段土体地温具有正弦分布、相位滞后与振幅衰减规律；随着填土水平冻胀变形发展，桥台会逐渐发生侧移和倾斜，进而导致桥梁与桥台顶紧，影响桥梁结构安全。