在寒带隧道工程中施工面临着恶劣天气的挑战，材料特性会在寒冷条件下转变，冻土施工尤为棘手，同时设备的使用也受到严寒环境的严重影响。针对低温地带隧道施工，本文着力探索核心技术的突破，以提升冬季作业效率。通过增强材料抗寒性、采用保暖混凝土技术、优化混凝土配比，可有效解决施工难题，这些科研成果已在实践中展现出显著的实用性和高效性。

基于CiteSpace可视化软件对CNKI和WOS数据库共30000余篇文献进行了分析，通过关键词、发文机构、发文作者等特征对有关寒区土壤水运移的文献进行了统计分析。结果表明：寒区土壤水运移方向的研究方法包括数值模拟，实验研究与实地观测；研究的主要地区集中在我国中西部地区；其中水热耦合研究是当前关注的重点，针对水热盐运移实验观测和模型规律的研究较少，然而通过近20年的发文量呈现出上升趋势，并且具备了一定的规模。随着气候变化引起的冻土退化程度更加明显，更多的衍生问题被暴露出来，总的来看，为加强对寒区生态环境的保护，有关寒区土壤水分运移的研究开始呈现出精细化、多学科交叉等发展前景。

为研究冻融循环下寒区粉质黏土力学性质变化，室内展开了粉质黏土(SC)、水泥改性粉质黏土(CSC)、纤维改性粉质黏土(PFSC)及水泥-纤维改良粉质黏土(CPFSC)四种土样的单轴压缩力学试验、冻融循环力学试验及微观电镜扫描。研究发现：单轴压缩下粉质SC与PFSC应力-应变曲线呈延性变形特征，而CSC和CPFSC则呈脆性破坏特征；随着聚丙烯纤维掺量的逐渐增大，纤维改良粉质黏土的单轴抗压强度和变形能力均增强；掺水泥纤维的粉质黏土，单轴抗压强度增大而变形能力减弱；冻融循环对水泥改良粉质黏土的抗压强度影响最大，其次为粉质黏土；冻融循环对纤维改良粉质黏土和水泥-纤维改良粉质黏土抗压强度的影响较小；冻融循环前后4种土体的抗压强度降低幅度分别为18.46%、35.96%、12.04%、13.57%;微观电镜扫描结果显示，聚丙烯纤维与水泥土之间紧密连接，且纤维未发生断裂，纤维与水泥胶结土之间起到了很好的相互作用。

寒区高铁粗粒土路基冻胀机理问题一直困扰科研和工程技术人员,气态水迁移诱发冻胀是目前广被关注的解释之一,但在直接试验证据方面研究较少。为证明气态水迁移可以诱发非饱和粗粒土冻胀,并进一步阐释非饱和粗粒土的冻胀机制,基于新开发的粗粒土冻胀试验仪,开展了系列的室内试验。结果表明,仅有气态水补给条件下,无细粒含量的粗粒土发生了明显冻胀,试验测得6 cm高的土柱336 h的冻胀量可达8.30 mm,672 h的冻胀量达到23.46 mm。基于X-CT扫描试验观察了气态水补给下冻胀粗粒土中冰的分布特征,发现在恒定温度梯度下冻土中无层状分布的冰透镜体,仅存在一条包含分凝冰和饱和孔隙冰的水平冻结带。冻胀试验发现土柱的冻胀量随温度梯度的增大而增大;梯度降温更有利于气态水的迁移补给,并导致更大的冻胀;土柱的初始含水率越高,越不利于气态水在土中的迁移,冻胀量越小。气态水补给诱发冻胀的试验现象,对传统液态水在细颗粒中成冰冻胀的冻土理论形成了较好补充,同时对揭示寒区高速铁路路基的冻胀机制有重要价值。

冰塞引起的上下游水位变化与内部水流阻力有关,其堆积演变形成的固液多孔介质中存在渗流问题,且渗流阻力对上下游水头压力具有一定影响。本研究基于实验室冰水力学模型实验,通过设定不同的水力条件,获取不同冰塞剖面形状及沿冰塞剖面累积方向冰盖下流速分布,采用非达西渗流理论对冰塞内渗流阻力进行率定,获得了渗流阻力能量损失的变化特征。结果表明,渗流阻力能量损失占总能量损失的比例为11%～21%,冰厚较大位置可达到42%,沿冰塞累积方向,渗流能量损失占比与冰厚和水深之比呈典型的正相关。渗流流量为河道内重要的槽蓄水量,孔隙率在0.39～0.51之间,冰厚与水深之比在0.6～1.4之间时,渗流流量占总流量的9%～26%。渗流流量的变化受孔隙率、冰塞结构及水力特征等共同影响,冰颗粒均匀且随机堆积情况下,冰塞厚度越厚,冰体排列越紧密,孔隙率和渗流系数越小,流体通过多孔介质的比表面积越大,渗流能量损失也越多。本研究进一步明晰了冰塞阻力机理及渗流阻力在冰塞中的重要性,为受凌汛灾害困扰流域解决实际问题提供理论科学依据。

高寒地区高速铁路路基普遍存在冻胀问题,路基冻胀变形威胁到高速铁路运行安全。本文结合东北某高速铁路路基冻胀变形案例,阐述了人工水准监测和自动化监测的应用方法、指标要求和监测要点。验证人工水准监测和自动化监测相结合的方法可以有效地对高寒地区高速铁路路基冻胀变形进行监测。

西藏地区处于青藏高原主要区域,典型冰湖溃决机理、危险性评价和冰湖溃决应急预案研究,重点从影响冰湖溃决的关键因素变化机理分析研究入手,揭示高寒地区冰湖溃决的内在机理,分析研究冰湖不同条件下稳定性变化情况,对于建立系统而科学的高原冰湖防灾和预警体系具有积极的意义。文章重点从西藏地区及周边区域冰湖变化态势、冰湖溃决诱因与机制研究、冰湖危险性评价研究、冰湖溃决灾害应急方案研究等方面,介绍了国内外冰湖领域学术研究现状和主要进展,重点分析介绍了西藏地区冰湖现状和研究定性和量化数值指标。

为研究冻融作用对重载铁路路基粉土填料静动力学特性的影响,对冻融前后神朔铁路粉土填料进行了静动三轴剪切试验。试验结果表明:该粉土的动、静强度均随着冻融次数的增加而逐渐减小;当冻融次数相同时,试样的静强度大于动强度;动、静黏聚力随冻融次数先减小后趋于稳定,而动、静内摩擦角随冻融次数先增大后趋于稳定;试样的静黏聚力小于动黏聚力,静内摩擦角大于动内摩擦角;该粉土的动初始弹性模量随冻融次数先降低后趋于稳定,而静初始弹性模量随冻融次数先增大后趋于稳定;当冻融次数相同时,试样的动初始弹性模量大于静初始弹性模量;冻融后试样的等效剪切模量小于未冻融试样;冻融作用对该粉土的等效剪切模量的影响主要集中在前5次冻融循环。

科研团队学术影响力的定量评估是团队实现自我诊断和科研管理者实施高效管理的前提条件。如何根据科研团队的学科特点,利用现有的数据条件构建和量化切实有效的评估指标,一直是团队自身及其管理者所关注的重要问题。结合冻土工程国家重点实验室,采用学科领域专家咨询与文献计量相结合的方法,通过建立具有类似规模的国际科研团队群、细分学科领域中的研究分支、构建相应的评估指标,量化实验室团队在学科领域和各研究分支的学术影响力,为今后科研团队学术影响力的评估提供一种定量分析参考。

全球气候变化背景下,冻土将会发生显著变化,进而影响寒区生态和水文系统的物理、化学和生物过程,并诱发区域水资源恶化与生态功能退化,其中坡面冻土水文过程是物质和能量在寒区地表各圈层迁移转化的重要载体与基本单元。为此,基于"驱动-过程-机制"这一研究视角,从冻土退化及其水文过程响应、冻土水文过程及其局地因素影响、冻土水文过程机制及其影响模拟等三个方面,综述了国内外有关冻土退化影响下坡面水文过程研究方面的最新进展;同时,在总结了当前冻土水文过程研究不足的基础上,提出了如下建议:(1)更加注重坡面冻土水文过程要素观测与方法集成研究;(2)更加注重坡面冻土水文过程变化机理与耦合机制研究;(3)更加注重坡面冻土水文过程时空演化与效应评估研究。以期提升寒区流域径流形成演化的认知能力与径流变化的预测能力,并为寒区流域水资源稳定和适应性利用提供理论基础与科学对策。