为提高多年冻土区公路工程施工组织决策的合理性,针对目前普遍采用的几种特殊结构路基,包括隔热层路基、热棒路基、片块石路基、通风管路基等,分别对其施工难点项目、施工机械组合、专用机械设备进行了分析。在上述分析结果的基础上,采用测算及现场调查的方法,得出每种工程措施的单日主要工程完成量,再将主要工程完成量折合成长度(按宽度10m、高3m路基工程量折合),与普通填土路基单日完成长度对比,来比较不同工程措施的施工效率。结果表明,隔热层路基、热棒路基、片块石路基及通风管路基施工效率分别为:85.6%、24%、18%和14%。将各种工程措施按照施工难易程度、专用机械设备项目和施工效率三项汇总可以得到,隔热层路基施工效率最高,其次分别为热棒路基、片块石路基和通风管路基。通过上述研究,为工程管理人员提供一定的决策依据。
【目标】在全球升温的背景下，青藏高原多年冻土区在役公路面临路表沉陷、路侧积水、地基富水、融化夹层增厚以及多年冻土持续退化等一系列问题，为了有效应对这些问题给在役路基病害治理改造带来的严峻挑战，亟需在现行设计原则基础上提出更加精细化、适应性更强的设计与处治理念。【方法】对国外多年冻土区地基设计方法的发展脉络和中国多年冻土区公路路基设计方法的发展演进过程进行了梳理，并根据最新的现场调查数据分析了青藏高原多年冻土区在役公路路基沉陷病害的成因和现行设计体系需要完善的内容。【结果】建议在现有“保护冻土”、“允许融化”两大设计原则的基础上发展和完善“预先改善地基条件”的第3类设计原则，针对性提出了“处治冻土地基”的理念，并给出了与之匹配的多年冻土区公路路面-路基-地基协同设计方法，以更精细地考察气候变化诱发地基性状改变对路基变形和稳定性的影响。【结论】根据现有路堤处治技术、浅层地基(0～3 m)处治技术、深层地基(>3 m)处治技术的类型、特点、工程应用情况及效果，指出当前亟需攻克的技术包括水文地质的精细化勘察、工程地质评价指标体系的完善、多年冻土地基处治措施长期效能表征体系的构建、新型冻土...
为了快速和直观地掌握新型框架锚杆支护下多年冻土边坡的冻融规律，基于水-热-力耦合理论，考虑多年冻土边坡冻结和融化规律，在考虑风速影响下建立了新型通风锚杆支护边坡冻胀、融化固结耦合控制方程，并通过伽辽金法和有限差分法对这些控制方程进行相应的空间域和时间域的离散，进而编制了有限元软件，从而建立了新型框架通风锚杆支护多年冻土边坡水-热-力耦合模型，并采用室内模型试验验证了所建立模型的可靠性.利用该模型对新型框架通风锚杆支护多年冻土边坡进行了计算，研究结果表明：(1)在新型框架通风锚杆支护下，坡面及锚杆周围的温度明显低于坡体内部，且锚杆周围的温度分布呈现波浪线形态；在融化期间，坡面温度相对升高，然而锚杆周围的温度仍然低于坡体内部.(2)经过长期的冻融循环，边坡产生了不可恢复的变形，且变形逐年累加.(3)在冻融循环周期内，锚杆轴力表现为逐渐增大、然后减小的趋势，其受到的冻胀力超过融土土压力.该计算模型可为新型框架通风锚杆的设计计算提供理论指导.
由降雨引起的侵蚀产沙是全球性的环境问题，在我国青藏高原多年冻土退化区尤为严重。青藏高原风火山流域是典型的多年冻土退化区，降雨及其产生的径流是引起青藏高原土壤侵蚀的主要动力。通过人工降雨试验，对降雨强度、坡度和土地利用类型与径流量、泥沙量的相关关系进行了研究。结果表明：在降雨过程中，降雨强度与径流量呈现正相关关系，随着降雨强度的增大，径流量增大；土地利用类型与泥沙量呈现显著负相关关系，裸地产沙较多，草地产沙量极少，可见草地起着重要的固沙作用；坡面开始产流的时间与土地利用类型呈现显著正相关关系，裸地的开始产流时间明显早于草地，可见草地具有减小土壤侵蚀的能力。因此，实施退耕还林还草、退牧还草等项目，可以有效地防治青藏高原多年冻土退化区的土壤侵蚀。
由降雨引起的侵蚀产沙是全球性的环境问题，在我国青藏高原多年冻土退化区尤为严重。青藏高原风火山流域是典型的多年冻土退化区，降雨及其产生的径流是引起青藏高原土壤侵蚀的主要动力。通过人工降雨试验，对降雨强度、坡度和土地利用类型与径流量、泥沙量的相关关系进行了研究。结果表明：在降雨过程中，降雨强度与径流量呈现正相关关系，随着降雨强度的增大，径流量增大；土地利用类型与泥沙量呈现显著负相关关系，裸地产沙较多，草地产沙量极少，可见草地起着重要的固沙作用；坡面开始产流的时间与土地利用类型呈现显著正相关关系，裸地的开始产流时间明显早于草地，可见草地具有减小土壤侵蚀的能力。因此，实施退耕还林还草、退牧还草等项目，可以有效地防治青藏高原多年冻土退化区的土壤侵蚀。
为探究高含冰量冻土在高温作用下的融化过程和水热变化，在负温环境箱内将干土、冰晶、水按配合比制成温度为-1.5℃，体积含冰量分别为20%、30%、40%和50%的4种冻土，然后利用自制的高功率加热管对4种高含冰量冻土进行了预融对比试验并通过传感器对冻土解冻过程中土体的温度和体积含水量进行实时监测，分析了加热管作用下冻土温度和水分随时间的变化规律以及融化速率；在此基础上，通过现场试验验证了高功率加热管用于预融深层高含冰量冻土的有效性和可靠性，并利用静力触探试验（CPT）判断了土体的融化范围。研究结果表明：加热棒作用下冻土的融化过程可以分为3个阶段，即冰水相变融化阶段、升温阶段和降温阶段；冻土融化由温度梯度和湿度梯度下共同作用引起的水热迁移主导，土体的最高温度随着含冰量和径向距离的增加逐渐减小；高温作用对径向为0～5cm处的融土水分具有显著驱动作用，在加热时间内径向为5cm处冻土的含水量在达到设计含水量之后逐渐减小；冻土在0～5cm范围内的融化速率远大于其他范围且融化速率随着径向距离和含冰量增加而大幅减小；通过水分场判断冻土的融化时间和范围具有一定的滞后性，其会低估冻土的融化速度和范围，建议...
为缓解冻土区水利工程施工进度控制难问题,提出一种基于量子布谷鸟算法的冻土区水利工程施工进度优化方法。考虑成本、技术水平、资源及冻土环境等因素对施工进度影响,以工期最短、成本最小和质量最高为目标,构建冻土区水利工程施工进度优化模型。为提升模型求解效率,采用量子搜索改进布谷鸟算法予以求解。以水利枢纽为研究对象,设置三种情景验证模型有效性,结果表明：该方法能针对不同施工情景实现进度优化。结果可为实际施工提供理论基础。
冻融过程中的土壤温度和水分条件的变化，显著影响季节冻土的土壤呼吸动态，同时土壤呼吸释放的二氧化碳通过加剧温室效应影响气候，从而改变降水、蒸散过程等关键水文循环环节。因此，量化季节冻土的冻融过程与土壤呼吸之间的关系，对预测区域气候和水文循环的动态平衡十分关键。以澜沧江上游类乌齐县的季节冻土为研究对象，基于土壤呼吸和冻融过程连续原位测量数据，建立不同冻融阶段的土壤呼吸单因子模型，分析冻融过程中土壤温度和含水量对土壤呼吸的影响。结果表明，昼夜尺度和单次冻融过程的土壤呼吸通量均呈单峰变化，完全融化阶段的土壤呼吸贡献率约为94%；当土壤含水量大于0.09m3·m-3时，土壤温度对冻融过程中的土壤呼吸影响最为显著；回归拟合中土壤呼吸与土壤温度的指数模型表现最佳，土壤呼吸的温度敏感性指标Q10在融化阶段最高（43.21±4.72），完全融化阶段最低（2.71±0.17），总体随土壤含水量降低和土壤温度升高而减小。研究结果可为青藏高原暖湿化背景下的季节冻土区土壤碳排放的相关研究提供参考。
桩侧土体的性质与分布、桩体长径比是影响桩基础荷载传递规律的主要因素。桩周土体强度高、塑性强，且受含冰量和温度的直接控制，是冻土区桩基础的独有特征。充分理解冻土区桩基础的荷载传递规律及影响因素，不仅有助于冻土区基础工程的设计施工，而且对桩基础变形防控有重要指导意义。利用界面库仑摩擦模型和可以反映土壤塑性的Drucker—Prager准则，模拟计算了不同条件下冻土桩基础的荷载传递过程和承载力变化。结果表明，冻土区桩基础的荷载～位移曲线分为线性段、加速段、破坏段；降低土体温度、减小桩径可以降低线性段的变形斜率，提高极限荷载；而增加桩长会增大极限荷载，但不会显著影响线性段的变形斜率。总体而言，侧摩阻力在线性变形段呈R形分布并由上向下逐步发挥，在极限荷载后呈现正梯形分布；温度越低，桩径越小，桩越长，则桩侧中下部侧摩阻的滞后效应就越显著；桩侧土体热力性质的差异及分布，扩大了侧摩阻力分布的异化特性；桩侧上部土体温度越低，越有利于冻土桩基础的承载性能。
桩侧土体的性质与分布、桩体长径比是影响桩基础荷载传递规律的主要因素。桩周土体强度高、塑性强，且受含冰量和温度的直接控制，是冻土区桩基础的独有特征。充分理解冻土区桩基础的荷载传递规律及影响因素，不仅有助于冻土区基础工程的设计施工，而且对桩基础变形防控有重要指导意义。利用界面库仑摩擦模型和可以反映土壤塑性的Drucker—Prager准则，模拟计算了不同条件下冻土桩基础的荷载传递过程和承载力变化。结果表明，冻土区桩基础的荷载～位移曲线分为线性段、加速段、破坏段；降低土体温度、减小桩径可以降低线性段的变形斜率，提高极限荷载；而增加桩长会增大极限荷载，但不会显著影响线性段的变形斜率。总体而言，侧摩阻力在线性变形段呈R形分布并由上向下逐步发挥，在极限荷载后呈现正梯形分布；温度越低，桩径越小，桩越长，则桩侧中下部侧摩阻的滞后效应就越显著；桩侧土体热力性质的差异及分布，扩大了侧摩阻力分布的异化特性；桩侧上部土体温度越低，越有利于冻土桩基础的承载性能。