积雪是北疆地区季节冻土冻融循环的主要控制因素，季节冻土又通过改变浅层土壤的冻融相态来影响积雪融水的下渗，但该地区消融季浅层土壤的冻融状态并不清楚，致使难以从机理层面准确评估积雪和冻土协同对土壤水分的调节作用。为此，本研究基于1961—2011年阿尔泰山地区6个气象站点的积雪与冻土地面监测数据，应用高斯模型和玻尔兹曼模型进行分析，在划分多雪年、少雪年和正常年的基础上，分析了北疆地区积雪和季节冻土的基本特征，详细探讨了消融期浅层土壤的冻融状态。结果表明，该地区各站点的多年平均积雪持续期为123.2 d，多年平均最大雪深为29.7 cm；季节冻土多年平均冻结期为150.9 d，平均最大冻结深度为120.3 cm。总体上，积雪呈现增加趋势，主要表现为雪深的增加；而冻土则呈现退化趋势，主要体现在冻结期缩短和最大冻结深度减少。不同类型积雪年冻土融化结束时间和积雪消融结束时间的对比分析显示，70%的多雪年和60.5%的正常年冻土融化结束时间分别比积雪消融结束时间早8.2 d和5.5 d；而少雪年冻土融化结束时间则比积雪消融结束时间晚13.2 d。总体上，所有站点的结果表明，随着积雪的增加，消融期季节...

在气候环境变化和工程热效应背景下，青藏高原冻土地区道路病害频发、主动防控能力弱、养护管理机制不足等问题日益突出。换填垫层广泛应用于冻土公路工程设计与施工，在增强道路抗变形、抗冻害和稳定性方面发挥重要作用，但目前针对其在服役期内对地基水热分布状态的影响有待深入探讨。在青海共和—玉树高速换填垫层设计方案基础上，本文对细砂、砂砾和碎石这3种换填料下多年冻土地基水热分布进行数值试验，并以无换填粉质黏土为对照，研究换填垫层对地基水热分布及演变的影响规律。研究结果表明：换填碎石具有较好的控温性能，能够有效降低最大融化深度；换填垫层内未冻水含量显著降低，但引起未冻水沿换填-地基土接触面从地基外侧向中心横向流动；同时，换填加剧地表积水侵入深部地基土，在地形平坦且无主动排水条件下，深部地基土含水量及其振荡幅值逐年增长；换填料透水与导热性能是影响地基水热动态分布的关键因素，因换填引起的水热迁移不利于多年冻土地基力学性能长期保持，在工程实践中，应充分考虑路域气候环境及地形地貌特征，谨慎采用换填处理。

在全球变暖的背景下，青藏高原地区的降雨量呈增加趋势。降雨改变了水分边界条件，为明确水分边界对冻土路基水热过程的影响程度，基于传热理论与非饱和土渗流理论，建立了包含水分迁移、相变的水热耦合模型。将综合考虑降雨与蒸发的水分边界引入模型，并与无水分边界下的含水量、温度及其通量的变化规律进行对比。结果表明：暖季忽略水分边界将低估含水量、高估土体温度；引入水分边界后，暖季路基浅层土体液态水含量在0.06～0.11 m3/m3波动，较无水分边界时可增大36.14%;雨水感热与蒸发潜热使地表能量再分配，减小了热传导通量，最终表现为路基浅层土体的暖季平均温度较无水分边界时最大可降低0.75℃。

正冻土冻胀是寒区工程产生冻害的关键因素，其冻胀过程是水热力相互耦合的动态作用结果，在开放系统中，温度、温度梯度、含水率、水分补给强度等都是影响正冻土冻胀变形的重要因素。冻土冻胀是水分迁移产生的竖直方向分凝冻胀和原位冻胀的共同作用，其冻胀力学特性属于各向异性。本研究参考规范内土体含冰量随冻结的变化过程，考虑泊松比、地下水位深度、降温速率等因素，得到正冻土的在冻结过程中水平与竖直方向的冻胀系数的计算方法，通过对比粉土和粉质黏土的冻胀系数，与试验结果吻合较好。案例中粉土在-0.2～-3 ℃、0.2～1 m范围内竖向冻胀系数为-1.37×10-3～-7.67×10-3，水平向冻胀系数为-0.81×10-3～-4.85×10-3，差值百分比为10.4%～77.7%，说明考虑分凝冻胀产生的各向异性是必要的。本研究提出的水平与竖直方向的冻胀系数计算方法，可以为科研和设计工作提供参考依据。

电动修复是一种适用于低渗透性土壤的原位修复技术，其过程中污染物的迁移与水分迁移密切相关。尽管已有研究探讨了电场作用下融土的水分迁移规律，但受重金属污染冻土的水分迁移规律尚不明确。本文研究了铅（Pb）污染冻土在电场作用下的水分迁移规律，讨论了温度、铅离子(Pb2+)浓度和电势梯度对水分迁移量和电流的影响。研究结果表明，在电场作用下，随温度、Pb2+浓度和电势梯度的降低，电流的变化规律逐渐从有峰值的形式过渡到无峰值的形式，且峰值的出现时间逐渐延长。同时，水分向阴极迁移，水分迁移量随Pb2+浓度的增加而下降，随电势梯度的增加而增加，温度对水分迁移量的影响则与Pb2+的迁移方式密切相关。尽管较高的电势梯度会促进水分迁移，但在温度和Pb2+浓度较低的条件下，高电势梯度可能导致阴极处过早形成难溶性沉淀，这些沉淀物会阻碍水分的进一步迁移，从而降低电动修复的整体效率。因此，在实际应用中，需要综合考虑电势梯度和温度的影响，以优化水分迁移并减少沉淀物的形成。

多年冻土地区中广泛分布着盐渍土，受季节性气候影响盐渍土地区的工程基础常常受到盐分侵蚀，这是此区域主要工程灾害之一。研究发现，冻结土在电场作用下，极性水分子与阳离子从阳极向阴极移动，当溶液浓度增高时，更有利于水分迁移。因此，可通过电渗的方法控制水分的聚集位置，解决冻土中因水分积聚而形成的冻害。结果表明：试验环境在-4℃下，不同含盐量试样通过粒子数量和未冻水含量影响着电流趋势——未冻水中离子浓度越大，土体导电性越强，电流峰值越大；未冻水含量增多，离子迁移通道也增多，且到达峰值时间缩短。对比通电结束后的水分迁移量，添加盐分能有效提高水分迁移量，但是0.20%、0.25%、0.30%三个浓度氯化钠盐渍土的水分迁移量区别不明显，即不同类型（低含盐度）冻土对水分迁移量的影响可以忽略。试验结果可为判别冻土地区应用电渗法适宜性提供一定的参考依据。

为研究不同温度模式下土体冻结特性，利用冻结试验装置对长春地区粉质黏土进行单向冻结试验。通过改变试验装置顶板温度及温度变化速率，研究分析试验过程中土体温度变化，试验前后土体含水率变化，试验后试样冷生构造、竖向冻胀位移。试验结果表明，土体温度变化大致分为四个阶段：骤降，回升或缓降，持续降温，恒定。相同降温速率，顶底板温度梯度越大，第二阶段温度回升程度越大；顶底板温度梯度相同时，降温速率越大，第二阶段温度回升程度越小。试验结束后，土体外表面出现网状裂缝且沿深度方向裂缝变宽，网状构造宽度与温度梯度大小成正比；土体内部有明显水分结晶，连续分凝冰包裹土体形成类似蜂窝状结构，其中存在一定肉眼可见的未冻水，且降温速率越小，肉眼可见未冻水含量越少。靠近控温顶板（冷端）土体含水率显著增加，靠近控温底板（暖端）土体含水率减小或基本不变，降温速率相同，温度梯度越大，冷端附近土体含水量增加越明显，相同冻结温度下，降温速率越低，冷端附近含水量增量越大。土体竖向冻胀量与温度梯度成正比，降温时间30 min条件下，冷端温度由0℃降低至-15℃冻胀量增加趋势较大，降温时间为60 min时，-10～-15℃温度变化区间冻...

为研究季节性冻土在冻结过程中各物理场间的耦合作用机制，在封闭条件下开展了直径10 cm、高25 cm土柱单向冻结试验，并结合COMSOL Multiphysics数值模拟软件，模拟了温度场、水分场、位移场及应力场随冻结时间的变化规律。结果表明：在试验初期的前7 h,土柱温度下降速度较快，且距离冷源越近，温度下降得越快，降温的幅度也越大；冻结至30 h,距土柱顶层2～4 cm的范围内富含有大量冰晶体，该区域土体的冻胀量与应力最为集中，土柱最大冻胀量达到约2.62 mm,且冻胀变形量趋于一种稳定状态。

在寒区桩基工程中，冻土-混凝土界面强度对于桩基础的受力状态有着重要的影响。在开敞系统条件下进行了冻土-混凝土界面区的抗拉强度正交试验，利用极差方差分析法，厘清了界面粗糙度、土样含水率、试验温度及干密度4种试验因素对界面冻结抗拉强度影响的主次顺序。分析试验结果表明，土样含水率的增大、试验温度的降低及接触面粗糙度的提升均可使界面冻结抗拉强度不断提高；存在临界土样含水率，当含水率位于临界含水率两侧时，接触面粗糙度因水分迁移所形成冰膜改变的程度不同，导致接触面粗糙度的增加对界面冻结抗拉强度增幅的影响程度具有不同的规律。

路基冻胀是冻土地区铁路运营最为频繁和严重的病害之一。因地、因时制宜地采取针对性措施对减缓和消除冻害，保障线路平顺性非常重要。从填料、水分、温度3个角度，综述了各类路基冻害防控技术的应用案例及效果、存在问题和未来发展方向，包括级配碎石填料、混凝土基床、盐化法、压力注浆、高抬道、换填、钻孔掏土置换、基床表层与基床底层的顶面防水、排水管、毛细排水结构、无砂混凝土透水结构、渗水盲沟、保温板、保温护道等措施的技术特征，适用情形和现场应用情况，以及新兴的冷阻式填料、电渗注浆/排水、真空注浆/排水、保温强化层、主动加热等措施的探索性研究及应用情况。并从设计、建设施工、运营不同阶段角度，讨论了路基冻害防控技术的发展要点。