冻土作为冰冻圈重要的组成部分，其存在分布及水热状态受到多种因素的影响。除了纬度、海拔等，局地因素如植被类型、积雪、土壤水分等也在很大程度上影响冻土的变化。特别是位于欧亚大陆多年冻土南缘的兴安-贝加尔型多年冻土，其发育、保存和分布等状态特征与局地因素密不可分。本文结合40多个钻孔资料和现有研究成果，分析得出目前大兴安岭多年冻土温度和厚度总体上受纬度影响，由南往北随年平均气温降低，冻土温度由0℃降到-2.83℃，但局地因素的影响可使地温最低达-3.6℃；厚度范围为29～130 m，其中地温低、厚度大的多年冻土主要发育在谷底的塔头灌丛湿地区域。满归、根河、伊图里河、新林等地的监测数据表明，自2009年开始，大部分钻孔温度显示该区活动层减薄，浅层多年冻土地温降低，融区最大冻结深度加深，而深层多年冻土却呈升温趋势，零地温变化率位置则各不相同，推测这种情况与全球变暖间隙以及植被、积雪和人类活动等局地因素有关。本研究对理解高纬度多年冻土区的地温变化过程以及这些变化的驱动因素具有重要的科学价值，也会对区域经济可持续发展及应对冻土退化带来的问题起到积极作用。

多年冻土区构筑物桩基的热稳定性是影响构筑物安全运营的核心因素。针对电力塔基的施工过程水化热对冻土的扰动进而降低桩基承载力的问题，通过对钻孔灌注桩桩周地温进行监测，分析桩基运营过程中不同位置温度变化规律。研究结果表明，热棒对桩周冻土回冻时间影响明显，约为未设置热棒桩基的60%～70%；热棒可以增加地基冷储量，抬升冻土上限，有效保护冻土以增强地基承载力。

冻胀和融沉是影响寒区路基稳定性的两大问题.对于多年冻土到融区过渡段路基,除考虑冻胀和融沉外,还应考虑多年冻土区和融区路基沉降变形差和冻胀变形差问题.根据青藏铁路沱沱河试验段路基在竣工后3a内的现场试验数据,分析了有代表性路基的地温变化、路基基底变形以及整个试验段的冻胀、沉降变形差问题,计算出了多年冻土与融区过渡段路基的合理长度.结果表明:多年冻土与融区过渡地带沉降总变形量相差较大,但从年沉降速率来看,路基不会产生突降,且随着沉降速率逐渐减小,路基趋于稳定;试验段内冻胀量差异不大,不会影响线路平顺度.对于本试验段此类工程地质条件,可以采用允许多年冻土融化原则的工程措施.

针对青藏高原的特点,通过对钻孔灌注桩及其周围土层温度变化过程的研究,了解混凝土温度与地基土温度的变化规律,作为选择混凝土防冻措施和混凝土拌和料温度的依据。通过对孔壁、桩侧(距桩侧35cm)、基准测温孔(距承台中心20m)的地温观测,把握混凝土施工材料及施工方法对钻孔灌注桩的回冻规律的影响,并对钻孔机具的性能、钻进效率、成桩工艺、桩体混凝土灌注工艺进行了研究。

通过对青藏铁路沱沱河试验段2座试验涵洞进行地温现场监测和观测数据的分析,研究适合青藏高原特殊施工环境的涵洞施工工艺、最佳施工季节、施工对多年冻土的影响以及沿涵洞轴向多年冻土上限的变化特征。研究表明:涵洞施工选择在寒季且选用预制基础,对冻土的热扰动较小;受涵洞施工热扰动、路基填土储热以及涵洞过水等的影响,建涵初期涵洞下多年冻土地温升高,且有部分融化现象;由于涵洞的通风与遮阳作用,涵洞下多年冻土近地表地温的变化特征与天然地面下有明显的不同,涵内浅层地温对气温的响应比天然地面相应深度迟缓,浅层地温年波动幅度逐渐减小,尤其在夏季正温波动幅度明显减小,同时沿涵洞轴向不同部位地温变化特征也有所不同,涵身地基地温正温波动幅度小于进出口,而负温波动幅度大于进出口,与此相应,涵身冻土的人为上限一般也高于洞口,说明路基和涵洞具有保温隔热的作用。

对青藏铁路沱沱河试验段两座拼装式涵洞进行了地基地温及冻融变形监测,分析了涵洞多年冻土上限处的地温变化及地基的冻融变形特征。结果表明:涵洞地基的变形随地温的年波动变化,可分为冻胀和融沉两部分。冻胀变形小于下沉变形,涵洞基础的变形整体上表现为渐减沉降的特征;铁路路基及涵洞的修建改变了多年冻土原来的水热平衡,使涵洞多年冻土上限处地温产生正温波动,冻土上限产生变化,导致了涵洞地基土体沿涵洞纵向的不均匀变形。

研究目的:分析青藏铁路施工区多年冻土上限的变化规律以及填筑铁路路基施工对下伏多年冻土赋存条 件的影响。 研究方法:系统分析埋设在青藏铁路清水河地区路基中2个断面内的共8个地温测试孔3年来采集的地温 观测资料,研究该地区铁路路基下伏高原多年冻土融化特征。 研究结论:由于受到填筑路基时赋存在路基填料内的热量的影响,铁路路基下伏多年冻土近地表的地温变 化特征与天然地面下的多年冻土的地温变化特征有明显的不同,且向阳面与被阴面差别较大。多年冻士的上限 在施工初期会有一个明显的下移沉降,随着时间的推移,虽然残存在路基中的热量逐渐消散,多年冻土上限下 降会逐渐稳定,但由于受到太阳辐射和路基边坡形状及融化夹层的影响,多年冻土上限会逐渐稳定,但不会在 短时期内上升到天然地面下多年冻土的上限水平。

在青藏铁路某冻土路段设计了加筋试验和无加筋试验两种方案,对该路段冻土路堤和地基的温度、沉降变形、水平位移等进行较全面的监测,分析了加筋和无加筋冻土路堤的地温变化和变形特征。结果表明,由于加筋后土体的受力更均匀,采用土工格栅的加筋路堤土体的变形比未加筋路堤土体的变形更均匀,加筋后的路堤本体变形协调能力增强,大大提高了路堤土体抗纵向裂缝的能力。