多年冻土空间分布调查在冰冻圈研究中具有重要意义。目前国内冻土空间分布调查通常采用地面物探结合测井的探测方法，获得局部点上或线上数据，或者采用不同的遥感模型，模拟估算区域性多年冻土厚度。笔者利用获取的时间域航空电磁数据，根据电阻率计算结果推断多年冻土空间分布特征。推断结果与已知测井资料对比分析表明，根据时间域航空电磁数据反演结果推断的多年冻土层厚度与已知测井测温确定的结果平均误差为18.5%,表明采用时间域航空电磁法开展多年冻土厚度调查是有效的，具有较高的准确性。由于时间域航空电磁测量具有高效、受地形影响小等技术优势，可应用于青藏高原、东北大兴安岭等地区的大面积、快速、定量化的多年冻土调查，为全面调查研究多年冻土空间分布及其对生态环境变化的影响提供新的、有效的技术解决方案。

为研究多年冻土区输电线塔基锥柱基础在不同季节施工条件下其地温的整体回冻过程，以及不同季节施工对多年冻土的扰动特点，从保持多年冻土地温稳定性的角度优化大开挖类基础施工时期，采用数值模拟的方法，以青藏直流输电工程为背景，利用查拉坪地区地质及气象资料，并选择了典型月份(1月、4月、7月和10月)对锥柱基础不同季节施工后早期地温场进行了计算分析。结果表明：秋冬季(10月和1月)施工后，锥柱基础周围土体将保持冻结，其中1月施工后最快10 d回填区土体和天然冻土的温度差异即可消失，回填土热扰动较小；春夏季(4月和7月)施工会增大回冻期活动层深度和基础底部的融化深度，特别是7月施工可使活动层深度降低至基底(4.0 m),而4月施工由于增高了回填土土体温度，导致整个回冻时间长达195 d,不利于基础的重新冻结和后续工作的开展。考虑到10月后外界气温逐渐降低，因此，10月至次年1月可以作为多年冻土区锥柱基础的最佳施工期。

季节性冻土在温度的正负变化下会给公路路基的稳定性带来安全隐患。西藏那曲地区季节性冻土分布广泛，那曲-羊八井段高速公路贯穿季节性冻土区，为明确该路段的温度场分布变化特征，通过对那曲-羊八井段典型路基断面展开温度、含水率现场监测，依据2020年的地温资料进行回归分析，并结合室内试验对监测断面地温振幅、滞后时间和土体热扩散系数等进行分析。结果表明：监测断面地温整体在外界气温的波动下大致呈正弦曲线状变化，地温振幅随深度的增加而减小，并且伴随着滞后时间的顺延，路基在0～4.7 m深度处的每米滞后时间约为24 d/m,路基在0～5.4 m深度处的每米滞后时间约为30.8 d/m;监测断面不同位置土体热扩散系数的不同导致地温对气温的响应程度不同，路基土体的热扩散系数为0.041 4～0.062 8 m2/d,对气温的响应最明显，地基土体的热扩散系数为0.022 3～0.037 9 m2/d,对气温的响应较弱；路基的修建增加了对热量的吸收，在路基中形成一个高温区，通过两侧边坡和坡脚向外散热；路基内部土体含水率较低，且不存在明显的水分迁移；对称式的路基结构不存...

在辽宁省喀左站、辽阳站和内蒙古满洲里站统一安装5种型号冻土自动观测仪进行外场试验，采集2019年3—6月逐分钟冻土数据，采用纵横极值集合法，对采样数据进行时间一致性质量控制，与3站的人工定时数据进行对比分析。根据同期人工观测数据，判断冻土自动观测异常可疑数据和异常数据阈值，分别为5 cm和11 cm,据此开展验证。结果表明：冻土自动观测仪分钟数据完整率为99.59%;冻土自动观测仪平均冻土层数与人工观测基本一致，符合冻土业务数据分布特性；5种类型冻土自动观测仪均能较好地反映不同气候区域的冻土的分钟数据变化，冻土自动观测分钟数据质量控制阈值合理可靠。

首先提出了研究冻土区钻孔灌注桩周土体温度状况及回冻过程具有重要实践意义,然后对描述其物理现象的控制方程进行简单说明,最后运用有限元软件对其进行数值模拟,并与昆仑山试验场数据进行对比验证,以期该方法能够用于桩周土体温度状况及回冻过程预测。

祁连山冻土区天然气水合物气体组成复杂,储层裂隙发育,研究其形成过程对准确理解该区域天然气水合物的形成机制具有重要意义。基于祁连山冻土区水合物的气体组成配置了多组分气体,并对其在纯水、水合物矿区水及冻土岩芯介质体系中的水合过程进行了实验观测,获得了不同条件下多组分气体水合物的诱导时间及聚集形态特征,探讨了不同反应介质(水样盐度、沉积介质)对多组分气体水合物形成过程的影响。结果表明,冻土岩芯中多组分气体水合物的形成诱导时间较溶液体系更短,水合反应更快。多组分气体水合物呈现"松针状""发丝状""块体状"等多种形态,并优先在气液界面和反应釜内壁形成聚集,其形成过程呈现明显的"界面优势"特征,即冻土岩芯孔裂隙表面以及矿区水中悬浮颗粒为水合反应提供了除气液界面和反应釜壁外的"第三界面",有效加快了多组分气体水合物的形成过程。

为满足季节性冻土区路基冻胀应急抢险需求,设计1款路基专用直接膨胀式地源热泵供热装置,并通过连续运行供热和间歇运行供热试验研究装置的供热性能。结果表明:地源热泵供热装置最高供热温度可达90℃,最低吸热温度可达-15℃;间歇供热条件下,供热段平均供热温度随启停时间比的增大而升高,吸热段平均吸热温度随启停时间比的增大呈先降后升的规律;土体传热效率随着时间延长和与热泵距离的增大而降低,热泵运行第1天的热作用半径为0.87 m;热泵制热系数随启停时间比的减小而增大,最高达3.0以上,启停时间比过高时热泵能效性和地热能收集效果较差,而启停时间比过低时供热防冻效果较差。针对单线铁路路基冻害快速抢险需求,建议装置供热功率定为1.0～2.0 kW,布设间距取1.5～3.0 m,启停时间比先设为2 h∶1 h,然后根据冻胀缓解程度逐步降低启停时间比。

多年冻土及其活动层的变化对研究全球气候变化和生物多样性具有重要意义。传统的冻土测量方法通常只针对特定地点,空间覆盖范围有限,尤其是青藏高原冻土。本文采用C波段Sentinel-1A IW模式数据并结合一种顾及永久散射体的小基线SAR干涉(SBAS)技术,对青藏高原沱沱河地区地面形变和冻融过程进行了研究。探测到的地面位移速率(主要范围为-20～20 mm/a)和位移时间序列反映了多年冻土及活动层的演化。试验结果与水准测量数据具有较好的一致性,且该方法优于一般多时相InSAR方法。此外,分析了SAR成像几何与地表位移之间的关系,解释了在多年冻土区特别是对于山坡的运动趋势。试验结果展示了InSAR的监测能力,并提高了对多年冻土区地表形变的认识。

为研究延边地区的冻土与气温变化的响应关系,利用1965—2018年延边地区季节冻土的逐月冻土深度、冻结初终日期、月平均气温等资料,采用气候倾向率、小波分析、Mann-Kendall检验、Pearson相关系数等方法对其进行了分析.结果表明:(1)延边地区冻土深度呈逐年变浅趋势,冻结日数呈逐年缩短趋势,气温呈逐年升高趋势,三者的气候倾向率分别为-6.48 cm/10 a,-4.30 d/10 a, 0.26℃/10 a.(2)冻土深度存在着17～24 a、10～16 a和3～9 a的变化周期,其中以17～24 a为主周期.(3)冻土深度和冻结日数与年均气温呈显著负相关性,即气温每升高1℃,最大冻土深度减小19.24 cm,冻结日数缩短10.35 d.本文研究结果可为延边地区的生态环境保护以及工程建设和农业生产等提供参考.

利用2014年5月1日至2015年7月31日黄河源区鄂陵湖草地站点的实测大气强迫资料,驱动陆面过程模式CLM4.5,针对高原积雪对土壤水热过程的影响进行了敏感性试验。通过对比分析数值模拟结果发现:(1)高原积雪增加,土壤开始消融的时间有滞后,积雪越多,土壤开始融化的时间越晚,融化速率越快,土壤消融过程持续时间越短。(2)积雪在土壤处于完全冻结期时,有一定的保温作用。当积雪减少,其保温作用减弱,土壤向大气的热输送增加,热量主要以感热的形式向大气输送。积雪在土壤处于消融期时有一定的降温作用,降温作用可持续到6月份。(3)在土壤消融期,积雪有一定的增湿作用。积雪消融带来的湿土壤可增大地表吸收的辐射能量,高湿土壤有着较大的潜热输送,使得此时感热通量较低。积雪融化后的湿土壤可持续到6月份以后。