青藏高原气候暖湿化加剧了多年冻土退化速率，影响公路、铁路等基础设施稳定性。热棒技术具有主动单向降温特点，已广泛应用于我国青藏高原和东北部的多年冻土地区。现有研究多采用数值仿真或钻孔测温方式分析热棒技术的降温效果，随着地球物理探测技术的发展，探地雷达技术为冻土工程领域提供了一种连续且无损的新研究方法。本文以青藏公路沱沱河至唐古拉山垭口段为研究区，采用探地雷达技术研究热棒技术对路基的降温效果。在道路病害调查的基础上，选取双侧单排直插热棒路基、单侧单排斜插热棒路基和相邻未处治冻土路基三处典型路段，采用探地雷达技术探测分析路基结构损伤和下伏冻土分布情况，结合现场考察评价不同热棒布设方式对冻土路基降温效果的影响。结果表明降温效果：双侧单排直插热棒路基>单侧单排斜插热棒路基>未处治路基。双侧单排直插热棒路基下伏多年冻土层分布具有良好的连续性，与路侧天然地表相比冻土上限提升0.47 m，其上路基结构完整；单侧单排斜插热棒路基下伏多年冻土层连续性一般，冻土上限与路侧天然地表相比较为接近，其上路基结构存在结构疏松和裂隙区域；未处治路基下伏多年冻土层分布连续性较差，冻土退化明显，冻土上限较路侧...

以保持多年冻土地基维持低温、提高多年冻土上限为需求，提出了基于DeST（Designer's Simulation Toolkit）软件的多年冻土路基计算模型，开展青藏铁路多年冻土地基的冷量需求研究。通过对比实测地温数据、理论计算的冷负荷值与模型计算结果，验证了DeST计算模型的准确性。通过DeST模型的计算结果揭示了青藏铁路多年冻土地基冷负荷的时序特性并评估了不同线路走向对冷负荷的影响。研究表明，青藏铁路多年冻土地基的冷负荷自5月中旬开始增加，10月中旬达到峰值，且总体上与气温呈负相关关系；南北走向的线路因受光照影响较大，冷负荷略高于东西走向。研究成果为热棒在青藏铁路的布置间距及其他新型主动制冷技术的冷量匹配设计方案提供了参考依据。

全球气候变暖趋势下，多年冻土地基的赋存环境发生变化，导致多年冻土区路基的下沉现象较为普遍，为保证多年冻土地基的稳定，急需新型技术以应对带来的多年冻土工程稳定性挑战。该文重点介绍太阳能吸附式制冷在维护多年冻土中的机理及作用，通过分析青藏高原丰富的太阳能资源，探讨太阳能吸附式制冷在保护多年冻土地基热稳定中的潜力。研究结果表明，太阳能吸附式制冷技术在多年冻土区能够充分利用丰富的太阳光照作为热源动力，实现持续制冷，有效保护冻土地基。该文还讨论太阳能热棒技术的现状和未来发展方向，指出其作为一种环保、节能的制冷方式，在应对全球气候变暖和保护寒区工程热稳定方面具有广阔的应用前景。

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。

为解决青藏铁路沿线多年冻土区各大桥的桥梁桥墩沉降问题，以K1401特大桥桥墩为研究治理对象，设计出一种主动热防护的热棒阵治理方法。热棒阵设计思想是利用外侧热棒使土体冻结形成冰幕，保护和维持内侧热棒冻结区的稳定发展，降低桥墩桩基附近多年冻土温度，使桩基承载力增强，保护桥墩长期热稳定性。在典型桥墩周围内外侧平行布置热棒阵，热棒埋深依据初始冻土上下限决定，且埋设间距不超过2 m。开展了现场监测，用2个冻融循环周期的监测数据分析地温和沉降变形时空效应，研究热棒阵主动热防护方法的降温效能和治理效果。结果表明：桥墩外侧热棒水平方向3 m范围内降温明显，经过两个冬季后热棒周边3 m范围内平均降温幅度为1.1℃；竖直方向上随深度增加，降温幅度有所减小，冻土上限至埋深15 m范围内平均降幅超过0.4℃；整治前桥墩每年沉降量超过10 mm，布置热棒阵后年沉降量小于3 mm，热棒阵整治后沉降变形得到有效控制。本研究可为寒区同类桥梁桩基融沉病害整治提供借鉴。

为探寻高纬度多年冻土地区路基融沉防控有效措施，以京漠公路瓦拉干至樟岭段为试验路段，设计热棒路基试验方案，针对现场4年5次采集的地温数据、路基变形监测数据进行对比分析。结果显示，试验段热棒的有效工作半径为3 m,最大工作半径可达4.5 m,热棒路基土层地温稳定深度范围在4.5 m以下，稳定温度为0℃左右，且试验路段路基底面的冻土稳定，未发生融沉现象，热棒技术对防控多年冻土路基融沉效果明显，但深度在0～4.5 m之间土层地温的变化受外界温度影响较大。

文中以姜路岭隧道为依托，通过对多年冻土区隧道浅埋段热棒群主动热防护实体工程的设计、地温监测分析及跟踪调查，得出热棒群的应用抬升了隧道洞顶冻土上限、形成了冻土隔水层、缩短了隧道围岩冻融圈回冻时间、有效防止了隧道洞口浅埋段病害的产生和发展，为多年冻土区隧道浅埋段同类工程的病害预防及治理提供了参考。

与青藏高原多年冻土相比，大小兴安岭地区多年冻土具有一定的独特性，而该地区多年冻土处理的成功经验相对偏少。本文结合国道332线阿库公路多年冻土路段的分布特征和地质勘察成果，并通过对已有的多年冻土筑路技术分析，得出了高纬度岛状多年冻土的路基设计方案，为大兴安岭地区类似工程建设提供参考借鉴。

多年冻土区构筑物桩基的热稳定性是影响构筑物安全运营的核心因素。针对电力塔基的施工过程水化热对冻土的扰动进而降低桩基承载力的问题，通过对钻孔灌注桩桩周地温进行监测，分析桩基运营过程中不同位置温度变化规律。研究结果表明，热棒对桩周冻土回冻时间影响明显，约为未设置热棒桩基的60%～70%；热棒可以增加地基冷储量，抬升冻土上限，有效保护冻土以增强地基承载力。

为探究热棒在多年冻土区的降温性能,针对黑龙江干流多年冻土区选取试验区,并在试验区设置单热棒影响半径试验、双热棒无保温板试验与双热棒覆盖保温板试验。试验结果表明:热棒对多年冻土起到良好的保护作用,且从单桩热棒和群桩热棒对温度场的影响情况来看,其影响半径为2.5 m～3.0 m;群桩热棒影响下温度场变化会产生较为明显的叠加现象,而多年冻土多为连续分布,群桩热棒埋设作为一种较为常用的多年冻土降温措施,在埋设时应考虑结合基础宽度,尽量使叠加区域产生在靠近基础处;提出群桩热棒在多年冻土区水工建筑物地基中埋设的理想间距为3.6 m。同时,埋设群桩热棒并覆盖保温板的多年冻土保护措施可明显降低地温,有较为理想的工程效果。热棒主动降温技术能够有效抑制冻土区的冻融,从而防止融沉和冻胀,减轻冻土区水工建筑物的损害。