为提高多年冻土区公路工程施工组织决策的合理性,针对目前普遍采用的几种特殊结构路基,包括隔热层路基、热棒路基、片块石路基、通风管路基等,分别对其施工难点项目、施工机械组合、专用机械设备进行了分析。在上述分析结果的基础上,采用测算及现场调查的方法,得出每种工程措施的单日主要工程完成量,再将主要工程完成量折合成长度(按宽度10m、高3m路基工程量折合),与普通填土路基单日完成长度对比,来比较不同工程措施的施工效率。结果表明,隔热层路基、热棒路基、片块石路基及通风管路基施工效率分别为:85.6%、24%、18%和14%。将各种工程措施按照施工难易程度、专用机械设备项目和施工效率三项汇总可以得到,隔热层路基施工效率最高,其次分别为热棒路基、片块石路基和通风管路基。通过上述研究,为工程管理人员提供一定的决策依据。

【目标】在全球升温的背景下，青藏高原多年冻土区在役公路面临路表沉陷、路侧积水、地基富水、融化夹层增厚以及多年冻土持续退化等一系列问题，为了有效应对这些问题给在役路基病害治理改造带来的严峻挑战，亟需在现行设计原则基础上提出更加精细化、适应性更强的设计与处治理念。【方法】对国外多年冻土区地基设计方法的发展脉络和中国多年冻土区公路路基设计方法的发展演进过程进行了梳理，并根据最新的现场调查数据分析了青藏高原多年冻土区在役公路路基沉陷病害的成因和现行设计体系需要完善的内容。【结果】建议在现有“保护冻土”、“允许融化”两大设计原则的基础上发展和完善“预先改善地基条件”的第3类设计原则，针对性提出了“处治冻土地基”的理念，并给出了与之匹配的多年冻土区公路路面-路基-地基协同设计方法，以更精细地考察气候变化诱发地基性状改变对路基变形和稳定性的影响。【结论】根据现有路堤处治技术、浅层地基(0～3 m)处治技术、深层地基(>3 m)处治技术的类型、特点、工程应用情况及效果，指出当前亟需攻克的技术包括水文地质的精细化勘察、工程地质评价指标体系的完善、多年冻土地基处治措施长期效能表征体系的构建、新型冻土...

多年冻土退化及其引起的热融沉降是多年冻土区交通路基工程的主要病害。从热对流、热辐射、热传导、防排水角度，梳理多年冻土保护技术的工作机理、应用效果、存在问题、改进方案及新型措施。从热融病害严重部位的快速降温与补强处置角度，分析主动制冷措施的研发现状，并从设计、建造、运营角度讨论多年冻土保护技术的发展要点。我国近年来进一步发展提出了多类既有措施的改良方法与新型措施，形成了系统的多年冻土保护技术体系。在既有措施改良方面，从热对流角度提出了优化的碎/块石粒径、强制弥散式通风管、纵向装配式通风管、L型热棒等冷却强化方法，并正在完善块石结构清理、热棒检查与修复等运营期维护手段；从热辐射角度提出了高反射率路面、兼顾顶面反射率与底面发射率的遮阳板结构等优化方法；从热传导角度开发了路基临界高度、分离式路基、单向导热路面、高热阻填料等优化方法。在新型措施研发方面，推出了多孔对流型与相变蓄热型土工布、反射涂层、疏水厌冰涂层等新技术，以及泡沫混凝土隔热层、低放热性聚合物注浆等新方案。从补强与应急角度，正在发展具有主动制冷功能的快速降温手段，研发半导体制冷复合型全季热棒、吸附式制冷装置与压缩式制冷装置等新设备。...

在ABAQUS软件的辅助下，本文构建了一个集轨道、路基及地基为一体的三维有限元模型，探讨了混凝土高速铁路路基在经受冻融周期与高铁荷载双重作用时的动态性能，详细分析了竖向动应力、位移及加速度等因素对结构性能的影响，通过正交试验评估了这些变量的敏感度，进一步明确了它们对路基性能的具体作用。这些探讨对多年冻土区高速铁路路基的持续维护与修复具有一定的参考意义。

为分析中俄原油管道加格达奇输油泵站供电线路—泵站甲线与乙线12#、14#塔基周边多年冻土的退化特征，在不同季节通过高密度电法探明融区分布范围并评估炉灰换填措施对多年冻土的防护效能。研究结果表明，电阻率差异可有效表征塔基周边多年冻土空间分布规律、退化过程及融区成因。塔基工程诱发积水垂向渗流热侵蚀。融化多年冻土层与风化层为水体渗流提供水力通道，导致塔间下方土层孔隙水富集与岩层低阻特性，形成贯通融区（最大融深>28 m）。相比于甲线14#（融深16 m），炉灰换填使乙线14#下部融深减少1.5 m，横向融区扩展范围缩小约60%，显著延缓了基础周边融区发育。研究结果可为多年冻土区工程扰动及病害防治策略研究提供重要基础数据。

对多年冻土区路基改扩建过程中面临的关键技术问题进行了系统研究与分析。首先，通过调查依托工程的多年冻土路基沉降路段情况，分析多年冻土路段路基沉降产生的原因，提出了针对性的处理方案。然后，通过分析项目区域多年冻土路基现状及特点，提出了多年冻土路基设计方案，以及采用块石路基、加强排水措施来应对多年冻土路基的对策。经实践得出结论，针对依托工程的情况，先对沉降路段进行病害处理再施工块石路基及排水设施是有效的，可以提高多年冻土区路基的承载力，保证路基结构的稳定性。

为了深入研究多年冻土地区铁路桥梁桩基础设计，基于多年冻土地区铁路桥梁桩基础承载力计算理论，分析实际工程中桩基础与多年冻土的相对位置不同情况下设计注意事项。一般冻土层厚度与桩基础有4种相对位置关系，表层季节融化层厚度决定桥梁承台的埋置原则。当多年冻土天然上限较高时，承台底埋置于人为上限之下≮0.25m，桩周阻力根据多年冻土厚度分别由冻结力提供或冻结力与摩阻力共同提供；当天然上限较低时，为了降低承台基坑开挖对地下多年冻土的扰动及减少工程投资，承台底面应上抬至地面之上≮0.3m，桩周阻力亦根据多年冻土厚度分别由冻结力提供或冻结力与摩阻力共同提供，这种情况下，季节融化层夏季融沉产生的负摩阻力对桩长的影响不可忽略。另外，多年冻土地区桥梁桩基设计需要采取一定措施如设置永久钢护筒、涂抹沥青渣油、回填卵砾石土等方法来降低后期病害。

为了深入研究多年冻土地区铁路桥梁桩基础设计，基于多年冻土地区铁路桥梁桩基础承载力计算理论，分析实际工程中桩基础与多年冻土的相对位置不同情况下设计注意事项。一般冻土层厚度与桩基础有4种相对位置关系，表层季节融化层厚度决定桥梁承台的埋置原则。当多年冻土天然上限较高时，承台底埋置于人为上限之下≮0.25m，桩周阻力根据多年冻土厚度分别由冻结力提供或冻结力与摩阻力共同提供；当天然上限较低时，为了降低承台基坑开挖对地下多年冻土的扰动及减少工程投资，承台底面应上抬至地面之上≮0.3m，桩周阻力亦根据多年冻土厚度分别由冻结力提供或冻结力与摩阻力共同提供，这种情况下，季节融化层夏季融沉产生的负摩阻力对桩长的影响不可忽略。另外，多年冻土地区桥梁桩基设计需要采取一定措施如设置永久钢护筒、涂抹沥青渣油、回填卵砾石土等方法来降低后期病害。

为探究高含冰量冻土在高温作用下的融化过程和水热变化，在负温环境箱内将干土、冰晶、水按配合比制成温度为-1.5℃，体积含冰量分别为20%、30%、40%和50%的4种冻土，然后利用自制的高功率加热管对4种高含冰量冻土进行了预融对比试验并通过传感器对冻土解冻过程中土体的温度和体积含水量进行实时监测，分析了加热管作用下冻土温度和水分随时间的变化规律以及融化速率；在此基础上，通过现场试验验证了高功率加热管用于预融深层高含冰量冻土的有效性和可靠性，并利用静力触探试验（CPT）判断了土体的融化范围。研究结果表明：加热棒作用下冻土的融化过程可以分为3个阶段，即冰水相变融化阶段、升温阶段和降温阶段；冻土融化由温度梯度和湿度梯度下共同作用引起的水热迁移主导，土体的最高温度随着含冰量和径向距离的增加逐渐减小；高温作用对径向为0～5cm处的融土水分具有显著驱动作用，在加热时间内径向为5cm处冻土的含水量在达到设计含水量之后逐渐减小；冻土在0～5cm范围内的融化速率远大于其他范围且融化速率随着径向距离和含冰量增加而大幅减小；通过水分场判断冻土的融化时间和范围具有一定的滞后性，其会低估冻土的融化速度和范围，建议...

为研究季节冻土区路基服役过程中温湿度的长期变化情况，以东北地区道路路基为研究对象，在水热耦合方程基础上借助于有限元软件，计算路基填土在长期冻融循环过程中的温度、湿度响应。研究结果表明，路基2 m深度以内的浅层土体受气温影响较大，随着深度的增加温度逐渐稳定，路基温度的变化相较于气温的变化具有滞后性；路基冻结期间，未冻结区域的水分在温度梯度作用下向冻结区域迁移，在冻结锋面处含水率发生突变，融化期间，路基浅层水不易消散，聚集在冻融交界面处导致土体含水率增加；季节冻土区路基长期的温湿度状态表现出以年为单位的周期性变化规律。