在研究冻土时，经常需要进行大量的数据收集工作，图线能清晰展现数据分布特点，在冻土发育研究中具有重要意义。利用Excel处理和绘制数据，能有效减少人为误差，提高工作效率，更好地满足科研需求。通过筛选处理哈尔滨黑龙江大学寒区地下水研究所的寒区低温地温自动检测装置所监测得到的数据，在该研究中，采用Microsoft Office Excel软件绘制了冻土发育过程线，并对2023年11月29日至2024年4月2日研究区域内全阶段的冻土发育过程进行了深入分析。

冻土水热耦合问题因其控制方程的强耦合特性，使得相应的数值计算存在一定挑战，进而影响其在工程实践中的应用。根据能量守恒、质量守恒原理及土体冻结曲线，给出了考虑相变效应的冻土水热耦合理论模型，而后数学推导得到解耦的理论模型方程以便优化数值求解。基于COMSOL平台二次开发实现了冻土水热耦合过程的数值建模。使用兰新客运专线路基的实测数据进行数值计算的验证，并在拟合的地表边界条件下开展了该冻土路基水热耦合的数值分析。分析表明：（1）不同深度观测点对应的温度和含水率数值解与实测值具有较好的一致性，从而验证了所解耦的冻土水热耦合理论模型的可靠性。（2）土层对温度和含水率周期性变化时的幅值均有“削峰”作用，且不同深度观测点的温度和含水率正弦变化曲线均有一定的相位滞后现象。其中，温度幅值削峰和相位滞后是热传导过程的能量耗散引起，而含水率曲线的类似现象则可能是冰水相变改变土层渗透性的缘故。（3）近地表附近温度等值线较密，而远地表土层中温度等值线较疏，表明路基表层更易受外界温度波动影响。夏季时温度自上而下逐渐降低，而冬季时温度自上而下逐渐升高。（4）路基断面中含水率随着深度的增加而增大，约在含水泥粗粒土材...

为揭示岛状多年冻土区高速铁路路基热状态，提出合理有效的制冷结构，在新建哈尔滨至伊春高速铁路某车站试验段开展现场监测，获得岛状多年冻土的地温数据；基于实测地温数据，采用冻土水热耦合理论，对将在试验段实施的两侧双排普通热棒路基、两侧双排+中心单排全季热棒路基、两侧单排+基底横向通铺全季热棒路基3种制冷路基结构进行数值模拟，对比了3种制冷路基结构的地温分布特征及对下伏岛状多年冻土的降温效果。研究结果表明：铁力地区年均气温和降水呈增大趋势，天然场地岛状多年冻土地温在-0.3℃左右，属于高温极不稳定多年冻土。3种制冷路基结构中，两侧单排+基底横向通铺全季热棒对岛状多年冻土保护及降温效果最优，两侧双排普通热棒最差。普通热棒路基的多年冻土上限呈“两侧凸，中间凹”形态，抬升不明显；全季热棒路基的多年冻土上限呈“上凸缓斜平顶”形态，抬升显著。研究成果可对多年冻土区高速铁路路基建设和结构优化提供技术支撑。

随着高原环境温度升高和道路负荷的加重，青海省冻土区公路病害频发，为提高冻土区公路使用寿命，以青海省S101公路沿线冻土地区路基土为研究对象，通过在升温作用下对不同初始环境负温度、振动频率和围压的冻土进行动三轴试验，研究了冻土温度逐年升高对冻土区公路抗振陷能力产生的影响。结果表明：不同初始环境负温度直接升温至相同温度，升温冻土的最大动剪切模量明显大于恒温冻土，升温冻土振陷量随初始环境负温度的降低而增加；冻土由同一初始环境负温度梯度升温时，冻土振陷量随梯度升温值的增加而增大，冻土动剪切模量随梯度升温值的增大而减小，升温冻土间累积应变差值随梯度升温值的增加呈先增大后减小的趋势；振动频率和围压的升高均会增大冻土的动剪切模量，同时提高冻土的抗振陷能力。可见，升温作用和梯度升温值的增大均会降低冻土抗振陷能力，因此在冻土地区进行公路建设时要综合考虑初始环境负温度、梯度升温、振动频率和围压耦合作用的影响，这将有助于提高冻土区公路的使用寿命。

以小兴安岭地区某尾矿库为例,采用库区滩面调查、钻探、井温测试等方法,查明了库区冻土的发育特征和分布范围。通过对获取的冻土分布范围信息进行汇总分析,并结合放矿方式、地温监测等数据,分析冻土的形成和消融规律,研究冻土的形成、发育边界范围和冬季滩面冰冻层的发育程度。研究发现,在持续放矿过程中形成的保温层,保证了冻土的消融环境,库区渗流也加快了冻土的消融过程;采取合适的放矿方式和除冰措施,能有效减少冻土发育的下游边界范围;库面上升速度将影响冻土的消融环境,在6～8 m/a上升速度条件下,库内冻土基本在发育形成后3 a时间内消融完成;如库面上升速度增加,冻土消融的条件变差,库区可能出现常年不融化的冰冻层。

通过回顾东北多年冻土的研究成果，从多年冻土退化研究方法、退化形式、影响因子及对寒区生态系统和环境的影响等方面，归纳综述了东北地区多年冻土退化的主要研究。目前东北多年冻土受气候变化与人类活动双重影响，出现面积萎缩、冻融深度变化以及南界北移等现象，影响东北寒区生态系统及环境变化，如导致林木倾倒、林带转移、湿地面积萎缩、土壤温室气体排放及生物地球化学循环受到干扰等。今后应重点开展冻土退化对寒区多年冻土-森林-湿地生态系统相互作用的影响研究，加强寒区冻土碳储量、碳迁移以及碳循环对气候变化的响应研究；明确多年冻土退化对区域生态环境的影响，加强构建模型预测及开发新技术探究冻土退化趋势，从多角度多尺度深刻揭示东北寒区多年冻土区冻土退化的机理及趋势，切实考虑环境和社会经济的综合发展，促进东北多年冻土区生态保护与环境安全发展。

高原(海拔3 800～5 500 m)高寒(-40℃)地区冬季漫长而寒冷，年均无霜期仅3个月左右，高寒缺氧且降水量少，冻土区分布广泛，高原寒区供水工程建设存在冻土层井水和供水管路极易冻结、表层冻土层开挖施工极为困难等一系列难题。结合工程建设实践经验，研究建立“注气扰动”井水防冻、“管路排空”供水管路不冻和冻土层开挖“冲击破碎抓斗”等3项关键技术。

为了研究季节冻土区边坡冻胀效应下土钉支护结构沿土钉长度方向的剪应力和轴力分布变化规律，首先，基于传热学理论及固液两相共存的导热微分方程得到冻结锋面移动变化规律，结合冻胀率公式进一步推导得到寒区边坡自由冻胀变形计算公式；其次，将土钉对边坡的支护作用视为无穷多个沿着土钉长度方向上的剪切分布力，考虑到边坡冻结时冻结层与未冻土层的刚度差异性，通过坐标变换后将刚度当层法与Mindlin解相结合推导双刚度层边坡内部有剪切集中力作用时钉土相互作用接触面上任一点的位移解析解；最后，基于钉土二者相互作用位移协调条件，建立关于土钉长度方向剪切分布力的黎曼积分方程，通过闭Newton-Cotes法的复合梯形积分公式及MATLAB软件编程对算例求解分析，获得土钉轴力分布规律，并利用数值解和实测值进行对比验证，此外还分析冻胀率、初始含水量等参数对土钉长度方向剪应力及轴力分布影响。结果表明：本文耦合计算方法得到土钉轴力分布形式与现场实测、数值模拟结果在总体趋势上基本一致，表明耦合计算法是合理可行的；土钉长度方向的剪应力及轴力分布规律符合中性点理论，轴力曲线呈现出两头小中间大的抛物线状，其最大值对应出现在剪应力为零...

多年冻土区隧道在施工过程中围岩受施工热源的影响形成融化圈,在季节性冻融作用下,会造成衬砌表面开裂、剥落、覆冰等冻害。因此,减少施工对冻土原始地温场的扰动是寒区隧道施工的重要控制因素之一。本文以青藏高原风火山隧道为背景,结合实际施工工况、环境温度及地温数据,基于传热学理论,利用数值仿真开展隧道开挖暴露时间、初支施作时机、贯通后有无保温层、气候变暖等因素下隧道围岩融化圈变化规律研究。结果表明:与无支护阶段相比,有初期支护隧道围岩融化圈深度在30 d内减少了25.6%,融化圈发生时间推迟了6 d左右,及时施作初支可有效减小隧道融化范围;隧道围岩融化圈呈月牙形分布,内侧线扩大速率大于外侧线减小速率,施工引起的热扰动对隧道围岩的回冻有显著影响。考虑气候变暖因素,提出铺设5 cm厚保温层能有效抑制围岩出现季节性冻融圈。

青海西部冻土路段公路受温升作用和车辆动荷载的影响,灾害频发,为保障寒区公路的安全运营,开展温升和动荷载作用下冻土的动应力-动应变响应规律研究十分必要。以青海S101公路路段冻土路基土为研究对象,利用正交试验设计方法对冻土进行GDS(Global Digital Systems)动三轴试验,得到不同温度、不同荷载工况下影响冻土强度的最不利影响因素组合,探讨了温升和动荷载作用下冻土的动应变、动应力幅值的变化规律。试验结果表明:由同一初始环境负温度进行梯度升温时,同一动应变下,冻土的动应力随梯度升温值的增加而减小,冻土极限破坏动应力随升温梯度值的增加而减小,冻土的动应力-动应变曲线呈抛物线型;-2℃为该路段冻土的高低温界限;对冻土的动应力-动应变关系曲线进行拟合,符合改进的Hardin双曲线模型;冻土的破坏动应力与频率存在线性正相关关系;冻土的动应变受频率的影响明显。该研究结果可为类似地区冻土路段设计、施工及灾害防治提供参考。