以中国青藏高原为代表的高寒高烈度地区，由冻融循环作用导致的材料性能劣化和气候变暖导致的多年冻土退化问题日益严峻，给桥梁桩基础抗震性能评估带来巨大挑战。为系统研究多年冻土退化以及材料冻融劣化对桥梁桩基础抗震性能的影响，确保其合理的抗震设计，该文建立考虑多年冻土退化和材料冻融劣化的桩-冻土相互作用有限元模型，对比分析了不同因素对多年冻土区桥梁桩基础抗震性能的影响机制。研究结果表明：随着桥梁服役时间的增加，桩-冻土体系的水平承载力、等效刚度和耗能能力均呈下降趋势；多年冻土退化与材料冻融劣化的叠加效应对桩基础抗震性能的影响更显著，具体表现为在桥梁服役100年时，桩-冻土体系的水平承载力降至初始值的55%左右，但仅考虑多年冻土退化时，其水平承载力降至初始值的89%左右。因此，如果忽略材料冻融劣化的影响，会导致桥梁桩基础抗震性能评估结果偏不安全。在多年冻土区桥梁桩基础的抗震性能分析中，除了考虑多年冻土退化的影响，还必须充分考虑材料冻融劣化的影响。

通过回顾全球范围内冻土的分布、特性及其退化趋势，进一步探讨了气候变暖、地面工程活动及土地利用变化对冻土环境的影响。目前受人类活动与气候变暖的双重影响，出现生态系统的破坏、水资源的变化和地质灾害的增加现象，还对村镇饮水安全和基础设施安全构成威胁，对地区乃至全球环境安全构成了严峻挑战。文章强调了采取有效的环境保护措施和气候适应策略的迫切性，旨在为政策制定者和研究者提供科学依据和建议，以缓解和适应这些变化。

近年来全球升温明显，多年冻土退化趋势显著。为研究多年冻土退化对桩基础竖向承载力的影响规律，建立了考虑多年冻土退化效应的桩基础有限元模型，分析了多年冻土区季节活动层厚度的改变对桩基础竖向承载力的影响规律。结果表明，随着季节活动层厚度的增加，桩基础的竖向极限承载力呈现减小的变化趋势；不同季节活动层厚度工况下桩基础的最大应力均出现在桩头位置，最小应力均出现在桩底位置，并且随着荷载的增大，桩基础最大应力出现的区域呈现出由桩头位置逐渐向桩底位置扩大的趋势；当季节活动层厚度相同时，随着荷载的增加，土体应力整体呈增大的趋势，且最大应力出现位置均呈现出随着荷载的增大从桩身周围土体向桩底土体转移的趋势。

近年来，青藏高原湖泊的快速扩张引起广泛关注，已有不少研究系统分析了大于1 km2的大型湖泊的变化动态，但对于面积较小的由于多年冻土退化形成的热融湖塘，其在大范围流域尺度上的分布及变化研究尚不多见。论文基于光学和雷达影像，系统分析了三江源区内湖塘（<1 km2）分布及其变化，以及与多年冻土之间的联系，并且首次揭示了湖塘底部融区的分布情况。结果表明：（1）三江源区2020年代（2020—2022年）的湖塘面积达917.03 km2，湖塘总数为61608个。其中长江源区湖塘数量最多，达到48987个，黄河源区12459个，澜沧江源区最少。（2）相较于1960年代，2020年代三江源区域面积小于1 km2湖塘数量增加了76%，面积增加了13%。长江源区湖塘扩张明显，黄河源区、澜沧江源区的部分湖塘萎缩。1960年代的湖塘有53%在2020年代依然存在。（3）三江源区80.9%的湖塘底部冬季存在融区，其中长江源有78.2%，黄河源有90.8%，澜沧江源有98.7%。在多年冻土区，有一半底部有融区的湖塘在1...

近几十年随着全球气候变暖及人类活动的增强，冻土退化趋势显著，这一过程改变了寒区的水文地质条件，从而引起一系列的生态环境变化。热融湖塘是冻土退化的产物，其形成与发展又会引起冻土环境的改变，进而对全球气候变化产生影响。因此，针对多年冻土退化过程中日趋严重的热喀斯特现象，以及由此而产生的冻土融穿、地下水位改变、热融湖塘扩张等问题，对目前多年冻土区热融湖塘的水文变化研究现状进行分析整理。本文主要从以下五个方面展开了论述：（1）热融湖塘演化过程及主要影响因素分析；（2）热融湖塘水文过程时空变化规律及影响因素分析；（3）热融湖塘水量平衡过程研究及影响因素；（4）热融湖塘变化对区域水质的影响；（5）热融湖塘对碳循环的影响。最后，提出在后期研究中应基于同位素技术，充分考虑湖塘周边环境，并结合气候变化、多年冻土退化状况进行多因素分析，以期能为深入开展研究冻土退化背景下冻土水文过程、区域水资源演变以及对生态环境的影响提供参考依据。

在青藏高原多年冻土退化趋势明显及地震活动频发的背景下，为研究多年冻土退化对青藏铁路桥梁桩基础地震易损性的影响，建立了桥梁桩基础-冻土相互作用有限元计算模型，并通过拟静力模型试验验证了模型的合理性。考虑多年冻土退化效应的影响，以桩基础曲率延性比为损伤指标，以地面峰值加速度PGA为地震动强度参数，并选取了符合场地特征的80条地震波，对不同多年冻土活动层厚度和轴压比下的原型桥梁桩基础进行了非线性地震损伤分析。拟静力试验和数值模拟结果表明：地震作用下桥梁桩基础顶部破坏严重，是整个桥墩-桩-土体系的薄弱部位；随着多年冻土活动层厚度的增加（退化程度加剧），周围土体对桩基础的约束减弱，桩身的最大曲率呈减小趋势，从而降低了地震作用下桥梁桩基础的破坏概率，但墩顶位移却有所增大，导致地震过程中落梁风险增加；而随着桥墩轴压比的增大，桩身最大曲率明显增加，多年冻土区桥梁桩基础的地震易损性显著增加。考虑到桥梁桩基础破坏后修复难度较高，因此多年冻土退化背景下青藏铁路桥梁抗震性能评估还需考虑高桥墩轴压比变化对桩基础地震易损性产生的不利影响。

汞污染是当前重要的全球性环境问题。在气候变暖的背景下，多年冻土退化能够显著改变土壤环境和水热过程，进而可引发土壤中汞的活化和大量释放，对生态系统产生潜在的风险。本文综述了多年冻土区土壤总汞的浓度和储量、空间分布和影响因素，阐释了多年冻土不同退化过程中（活动层增厚和热喀斯特发育）土壤中汞的迁移转化和释放特征及其环境效应。北半球多年冻土区土壤总汞储量为597 Gg(384～750 Gg)，植被吸收作用驱动的大气单质汞[Hg(0)]沉降是土壤中汞的重要来源。多年冻土区土壤中总汞含量和空间分布主要受大气汞沉降、有机质含量和沉降后过程（如淋溶作用）的影响。多年冻土退化不仅能够向大气和水生生态系统释放大量的汞，还可增强微生物甲基化作用生成剧毒的甲基汞（MeHg），已经对全球汞循环及区域环境产生了重要影响，且这一影响在持续加强。未来研究中需结合汞同位素等多技术手段，追踪多年冻土融水径流中汞的迁移转化和传输过程；强化热喀斯特对汞释放的影响研究；结合野外原位观测与模型模拟，全面评估多年冻土退化对土壤汞迁移转化的影响及其环境效应。

受气温变化影响，浅层冻土滑坡失稳涉及水分的固液相态转换，是一个复杂的水热力耦合过程。为揭示气温变化对多年冻土斜坡稳定性的影响，基于冻土水热力耦合数值模型，模拟了2020—2024年青海省多年冻土区斜坡水热力演化过程。研究结果表明：水分迁移速率呈周期性变化，每年5—10月活动层融化程度高，总体积含水率变化趋势显著；夏季多年冻土上限以下的高含冰量土层融化产生厚度约15 cm的富水层，孔隙水压难以消散；4年间多年冻土上限下移10.4 cm，导致活动层和富水层的厚度增大，上覆融土下滑力增大、抗滑力减小，土体抗剪强度进一步下降；活动层土体每年产生数厘米冻胀融沉变形，抗剪强度不断劣化，坡脚处最容易形成薄弱带。

针对多年冻土区广泛面临的冻土退化和路基融沉问题，基于制冷技术提出一种新的多年冻土保护方法。首先，从传热学角度分析多年冻土退化原因和现有冻土保护措施的局限性。然后，结合中国多年冻土区新能源分布条件，分析各类制冷方法面向路基工程的适用性。基于压缩式制冷原理，设计制作一款路基专用制冷装置，通过模型试验和数值计算研究其制冷性能和多年冻土地基降温效果。结果表明：太阳能光伏压缩式制冷方法在多年冻土区具有良好的技术性和资源性条件。装置制冷温度可达-20℃以下，可以有效保护多年冻土，土体降温幅度随着与装置距离的增大而减小。装置制冷系数(COP)随运行时间呈逐渐减小的规律，试验期间平均COP为0.41。面向单线铁路路基快速降温抢险时，建议装置布置间距取2.0～4.0 m,制冷容量宜设计为0.1～0.2 kW。

为了防治多年冻土地区路基下覆多年冻土退化问题，针对已研发的太阳能压缩式制冷装置，在交通运输部青海冻土研究观测基地开展现场制冷性能试验研究。结果表明：该装置在寒季与暖季均能正常运行工作，可以持续为土体降温；制冷方式会影响制冷温度沿深度方向的分布情况，采用自下而上的制冷方式更利于降低多年冻土地温；制冷效果不可避免地受到环境温度影响，平均制冷温度与环境温度呈正相关，寒季的平均制冷温度较低，最低可达-7.97℃，暖季的制冷温度较高，最高约为-3.98℃；当管壁的平均制冷温度低于-6.5℃时，装置的制冷量大于向土体的传冷量，冷量可以在壁侧积累；装置的制冷半径受环境温度影响，制冷半径为1.95～2.61 m，在路基工程中，可按照4～5 m间距进行双侧布置。总之，太阳能压缩式制冷装置可以实现对多年冻土路基的温度调控，保障路基长期的稳定性和安全性。