为探明冻结黏土爆破对大体积高强混凝土的振动响应机制，以赵固二矿西风井冻结凿井工程为背景，采用数值模拟方法分析了立井冻土爆破过程中的井壁振动响应特性及其对井壁稳定性的影响，并提出了一系列冻土施工质量控制措施。结果表明：掏槽药量、中空孔半径和地应力均对井壁振动速度有显著影响，井壁的振动速度与掏槽药量和地应力的大小成正比，与中空孔半径大小成反比；4段炸药起爆产生的振速要远大于其余各段炸药，且各段爆破引起的井壁轴向振速均显著大于其余方向，立井井壁最大等效应力随着时间的增加呈现增大后减小的趋势；提出了控制上部开孔质量、合理利用优质泥浆、优化冻结施工工艺、合理组织施工几项建议。本研究成果可进一步完善冻土爆破工程实践相关理论，减少施工过程中爆破振动对井壁的损伤。

多年冻土对全球变化非常敏感，利用植被演替揭示多年冻土区气候与环境变化具有重要意义。本文以大兴安岭漠河盆地多年冻土岩芯孢粉学为证据，通过AMS14C构建了年代学框架，重建多年冻土区更新世晚期以来植被演替与气候历史，分析了植被演替对多年冻土区环境变化的响应。结果显示孢粉组合较好地反映漠河盆地和外围山地植被组成格局，依据区域关键植被对气候指示关系，漠河盆地30 ka BP以来植被演替指示气候发生了5次显著变化过程：30.0—27.1 ka BP形成草甸湿地景观，指示气候寒冷湿润；27.1—20.5 ka BP形成针叶林草原景观，指示气候相对寒冷干旱；20.5—11.3 ka BP由针叶林湿地向针阔混交林湿地景观转变，指示气温开始转暖，但气候仍寒冷湿润；11.3—1.9 ka BP形成针阔混交林湿地景观，指示气候温暖湿润；1.9 ka BP至今形成针叶林湿地景观，指示气候冷凉湿润。通过对比分析发现，影响植被演替的因素不仅包括纬度和海陆位置上的气候差异，还有多年冻土本身引起的区域环境效应，植被演替对冰期、间冰期多年冻土变化具有不同响应机制。在末次冰盛期，由于多年冻土冻结和扩张，导致多年冻土环境更...

针对冻土区埋地含双腐蚀管道的抗震性能问题，以含双腐蚀管道、保温层及季节性冻土区土壤为研究对象，提出将粘弹性边界条件施加在土体周围以保证模型的准确合理，分析了在差异性冻胀和地震波作用下，含不同腐蚀参数管道的力学特性。结果表明：随着腐蚀长度与腐蚀深度的增加，R1点处轴向应变峰值发生改变，腐蚀长度的变化使R1点峰值最大改变为从-0.005 4增大到-0.001 75，增加了0.003 65，腐蚀深度的变化使R1点峰值最大改变为从0.002 14减小到-0.005 4，减小了0.007 54；与腐蚀长度相比，腐蚀深度对腐蚀区中心位置的von Mises等效应力与轴向应变的影响较大；在地震波作用过程中，双腐蚀之间依然存在相互作用，腐蚀间距的增加会减轻腐蚀之间的相互作用，R1点处von Mises等效应力先于R2,R3点超过参考应力形成破坏；不同地震波作用在腐蚀缺陷处所引起的破环形式不同；将von Mises等效应力超过参考应力作为管道安全评价标准是偏于安全的。该研究...

为了研究季节性冻土的变化特征及气候变化对冻土的影响，基于锡林浩特国家基准气候站1961—2021年的逐日冻土深度和气象要素观测资料，通过线性倾向估计、相关性检验、M-K突变检验、Morlet小波分析等方法，对最大冻土深度的年际、年代际变化规律，季节性冻土冻融日期进行分析，研究影响最大冻土深度变化的气象因子，建立冻土深度多元回归方程。结果表明：最大冻土深度以-1.75 cm/（10 a）的速度变浅；年代际变化呈“V”形分布，20世纪70年代平均冻土深度最深，90年代平均冻土深度最浅，总体为深—浅—深的变化规律；1983—1988年冻土深度有强突变发生；最大冻土深度的主周期为28 a；冻土冻结日期变化趋势不明显，消融日期有提前的趋势；最大冻土深度与年平均气温、平均最低气温、平均40 cm地温均呈极显著负相关，说明气温和40 cm地温是影响季节性冻土深度变化的关键气象因子。通过建立多元回归方程，可以预测锡林浩特地区的冻土深度，为地方修建铁路、埋设取暖管道等与冻土相关的生产生活服务，同时，研究冻土深度的气候变化响应对合理利用气候资源有针对性地开展农牧业生产，促进草原生态可持续发展有重要意义。

冻土区管道保温层效果与评价指标变化的随机性密切相关，以往冻土区管道保温层效果评价模型存在一定的局限性与不足。为了提升冻土区管道保温层效果模型的应用效果，本文基于驱动力-状态-响应（Driving force-State-Response,DSR）理论、综合云理论和迭代运算方法相结合的综合评价方法，构建适用于中俄冻土区管道保温层效果的评价模型。为了验证冻土区管道保温层效果评价模型的科学性，以中俄管道沿线（漠河—大庆段）四处典型监测区域MDX007、MDX113、MDX304和MDX364为实例，应用评价模型对管道保温层效果的失效类型和失效可能性概率进行了综合分析。结果表明：运用评价模型可以科学指导中俄原油管道保温层效果的评估，并依据相应的保温层效果失效类型结果给出对应的措施建议。综合云模型能够结合不同理论模型的优势，保证冻土工程环境评价的科学性，通过置信度值验证，具有良好的应用前景。研究成果可为中俄原油管线安全稳定运营提供战略性的科学支撑。

基于含孔隙固体多孔介质理论，建立了二维层状饱和冻土地基的计算模型，研究了简谐荷载作用下层状饱和冻土地基的动力响应问题。首先，通过Helmholtz定理和Fourier积分变换，采用传递矩阵法，结合边界及层间连续条件推导获得了层状饱和冻土地基的刚度矩阵，得到了层状饱和冻土地基在频域中的动力响应解答。然后，通过快速傅里叶变换得到了层状饱和冻土中各相位移和应力的数值解。与已有文献进行对比后，通过数值算例分别分析讨论了上软下硬和上硬下软两种典型层状地基中表层土剪切模量、表层土温度、表层土孔隙率和荷载频率对动力响应的影响规律。研究结果表明：在上软下硬和上硬下软两种地基情况下，竖向位移和孔隙水所分担的应力幅值随着表层土剪切模量的增大而减小，随着表层土温度、表层土孔隙率和荷载频率的增大而增大；层状饱和冻土地基中软硬土层的排列次序对竖向位移和孔隙水所分担的应力影响显著。

音频大地电磁测深(AMT)是以岩石的电性差异为基础来研究地层电性结构的有效探测方法。冻土区水合物具有显著的高阻特征，与围岩存在电性差异，AMT方法可用于冻土区水合物勘探评价。基于祁连山冻土区水合物储层的实际赋存地质特征，结合电阻率测井建立水合物储层的地电模型，采用有限单元法和非线性共轭梯度法数值模拟了AMT方法探测水合物储层的适用范围和最佳采集参数设置方案。当水合物储层孔隙度小于5%、水合物饱和度大于70%、赋存规模小于50 m、埋深超过500 m时，AMT方法难以识别与圈定水合物储层；在水合物可能赋存区域，效果最佳的采集参数为3倍区域宽度的测线长度、11个测点数、4个高频段(100～1000 Hz)的频点数。研究结果可为祁连山冻土区水合物电法勘探提供理论依据和技术支撑。

为了研究地震作用下季节冻土区框架锚杆支护边坡体系的地震动力响应变化规律，考虑到季节冻土区边坡土体的季节分层特征，将未冻结土层处理为黏弹性Winkler地基模型，冻结层处理为中间剪切层，框架立柱处理为Euler-Bernoulli弹性梁，用线性弹簧和阻尼器来模拟锚杆锚固段与周围土体的相互作用，建立了季节冻土区框架锚杆边坡支护结构简化动力计算模型。基于D'Alembert原理并引入Dirac函数，给出了冻结期和融化期时框架-锚杆-边坡支护体系的运动方程；其次通过振型叠加法对其进一步解耦变换，并采用隐式时域逐步积分法对解耦后的体系方程组进行求解，最后将提出的计算方法应用于工程算例，且与振动台试验结果进行了对比分析。结果表明：相同地震波作用下，坡顶处加速度大于坡底，同一位置处的融化期峰值加速度比冻结期大，具有季节差异效应和高程放大效应；同时考虑冻胀和地震作用时冻结期的锚杆轴力和立柱弯矩大于地震作用时融化期的锚杆动轴力和立柱动弯矩；加速度、轴力等振动台试验结果与理论计算值在总体趋势上较为一致，即提出的计算方法能够刻画地震作用下季节冻土区框架锚杆支护结构工作状态。研究结果可为季节冻土区框架锚杆支护...

山西省季节性冻土变化的研究，对于揭示气候变暖背景下，黄土高原季节性冻土融冻对气候变化的响应以及由冻土变化引起土地退化直接影响农业生产、农田水利基本建设及道路施工等具有重要应用价值。利用山西省1981—2018年108个国家气象观测站冻土资料，研究了山西省冻土分布的时空演变规律，主要分析了山西省地面冻结日期、解冻日期、冻结日数、年最大冻土深度的时空分布特征，分析了山西省年最大冻土深度的年际及年代际变化特征，同时也分析了以上各要素对气候变暖的响应。结果发现：山西北部冻结最早从9月开始，冬末春初冻结的面积和深度达到最大，最晚5月冻土消退；1981—2018年，地面冻结日期全省大部地区呈现不同程度推迟的态势；地面解冻日期呈不同程度提前的趋势，地面冻结日数相应减少；年最大冻土深度由北到南逐渐减小，中部和南部年最大冻土深度呈减小趋势，北部部分地区呈现增大趋势，增大可能与山西北部冬季气候向暖湿型转变有关。气温变暖的背景下，冬季降水、0 cm地温与年最大冻土深度有着较为复杂的响应关系，年最大冻土深度在冬季降水偏多的背景下与0 cm地温有较显著的负相关，最大冻土深度的减小趋势是对年平均气温升高的直接响应...

为探究雨水感热作用下的降雨对多年冻土路基稳定性的影响，参照青藏高原北麓河地区的环境特点和多年冻土路基结构，通过底板-大气双控温室内模型箱开展了多年冻土区沥青路面路基模型试验，考虑了环境潜在雨水温度导致的雨水感热能量脉冲作用，分析了多周期不同降雨工况下的路面温度与辐射、路基含水量、热通量和温度响应。结果表明：多年冻土环境中雨水温度与气温在夏季差异显著，最大温差近3℃,在春秋季差异小于1℃;受雨水感热的影响，夏季降雨引起路面温度、地表向上辐射通量和浅层土壤热通量显著降低，导致的路基降温效果从强到弱为路面、路肩、边坡、天然场地，降幅与降雨量正相关；秋季降雨对路基土体降温效果较弱，春季降雨促进路面与路肩下土体热通量和温度的降低，而易引起边坡和天然场地土体的升温；同样，多年冻土路基活动层水分变化表现出相似的季节特征，但含水量增量从大到小为路肩、边坡、天然场地、沥青路面，降雨对路面下土体含水量的影响深度(大于0.25 m)小于路肩(小于0.35 m)。因此，在降雨入渗深度范围内，多年冻土路基不同深度土体周期性平均降温从大到小为路肩、边坡、天然场地，沥青路面下土体仅在浅层0.05～0.15 m降温显...