为破解高纬度地区长距离渠道冬季冰盖下输水能力不足的问题，以一个梯形断面尺寸一定的渠道模型为例，利用数值模拟方法，分析气温、入渠水温、输水流量等热力和水力因子对冬季渠道水温沿程衰减的影响规律，并采用多元拟合的方法提出适合该断面尺寸渠道的不冻长度公式。分析两种离线水库补水模式对渠道水体的温控效果及补水流量、气温、补水水温对补水间距的影响，并将不冻长度公式用于补水间距的计算。研究表明：在接近冰点的渠道断面，通过外调水入渠，能够延长渠道不冻长度，可在一定输水距离范围内避免渠道结冰，从而解决长距离输水渠道冰期输水能力不足的问题。研究成果对长距离输水渠道冰害防治和冰期输水能力提升具有一定参考价值。
为破解高纬度地区长距离渠道冬季冰盖下输水能力不足的问题，以一个梯形断面尺寸一定的渠道模型为例，利用数值模拟方法，分析气温、入渠水温、输水流量等热力和水力因子对冬季渠道水温沿程衰减的影响规律，并采用多元拟合的方法提出适合该断面尺寸渠道的不冻长度公式。分析两种离线水库补水模式对渠道水体的温控效果及补水流量、气温、补水水温对补水间距的影响，并将不冻长度公式用于补水间距的计算。研究表明：在接近冰点的渠道断面，通过外调水入渠，能够延长渠道不冻长度，可在一定输水距离范围内避免渠道结冰，从而解决长距离输水渠道冰期输水能力不足的问题。研究成果对长距离输水渠道冰害防治和冰期输水能力提升具有一定参考价值。
灌溉渠道基土的水分补充方式与水含量之间存在密切关系，因此，也是冻胀变形的重要影响因素。此次研究以具体工程背景情况出发，设计封闭系统、地下水补给以及地下水+渠道水等3种不同的基土水分补给方式，利用数值模拟的方式研究水分补充方式对冻胀特征的影响。结果显示，渠基土水分补给来源越丰富，其平均温度和含水率越高，冻胀量越大。研究结论对相关研究和工程设计具有重要的支持和借鉴意义。
灌溉渠道基土的水分补充方式与水含量之间存在密切关系，因此，也是冻胀变形的重要影响因素。此次研究以具体工程背景情况出发，设计封闭系统、地下水补给以及地下水+渠道水等3种不同的基土水分补给方式，利用数值模拟的方式研究水分补充方式对冻胀特征的影响。结果显示，渠基土水分补给来源越丰富，其平均温度和含水率越高，冻胀量越大。研究结论对相关研究和工程设计具有重要的支持和借鉴意义。
针对地铁隧道人工冻结法施工过程中土层冻胀融沉变形控制难题，以上海地区典型重塑饱和粉质黏土为研究对象，开展了有无补水(无荷载)、不同荷载(补水)以及不同融沉方式下土体的冻胀融沉试验。试验结果表明：1)在相同的冷端温度和温度梯度下，补水条件致使冻结锋面稳定时所需的时间比不补水条件长；2)随着竖向荷载的增加，冻结锋面高度与冻结时间、冻结锋面平均移动速率之间的关系均为一阶衰减指数函数；3)随着竖向荷载的增加，土体的冻胀变形、补水量和最终融沉量均减小，说明荷载抑制土体冻胀的同时也抑制土体融沉；4)相同荷载条件下，土体经冻融后，在卸载融沉方式下发生膨胀，而在加载融沉方式下发生沉降，且沉降量随着荷载的增加而增大。
针对地铁隧道人工冻结法施工过程中土层冻胀融沉变形控制难题，以上海地区典型重塑饱和粉质黏土为研究对象，开展了有无补水(无荷载)、不同荷载(补水)以及不同融沉方式下土体的冻胀融沉试验。试验结果表明：1)在相同的冷端温度和温度梯度下，补水条件致使冻结锋面稳定时所需的时间比不补水条件长；2)随着竖向荷载的增加，冻结锋面高度与冻结时间、冻结锋面平均移动速率之间的关系均为一阶衰减指数函数；3)随着竖向荷载的增加，土体的冻胀变形、补水量和最终融沉量均减小，说明荷载抑制土体冻胀的同时也抑制土体融沉；4)相同荷载条件下，土体经冻融后，在卸载融沉方式下发生膨胀，而在加载融沉方式下发生沉降，且沉降量随着荷载的增加而增大。
为了研究冷端温度、土质和补水压力对土体冻胀影响的强弱以及现行评价土体冻胀敏感性的方法在土体有压补水冻结时的适用性，开展了三因素三水平的冻胀正交试验。基于灰色关联度法得到的结果表明，影响土体冻胀率的因素由强到弱依次为补水压力、冷端温度和土质。补水压力、冷端温度与冻胀率的关联度较大，土质与冻胀率的关联度较小。在较高的补水压力作用下，非冻胀敏感性的砂类土产生了明显的冰透镜体，且部分砂类土的冻胀率超过了黏质土的冻胀率。发现仅凭细粒含量评价水压作用下砂类土的冻胀敏感性存在缺陷，应根据土体所处的实际环境进行综合评估。通过讨论冻胀敏感性、融沉敏感性与冻害敏感性之间的关系，提出受水压影响的寒区工程构筑物须通过设置隔水和排水设施以及使用换填法来综合防治冻害的方法，可为相关工程的设计及安全运营提供参考。
为了研究冷端温度、土质和补水压力对土体冻胀影响的强弱以及现行评价土体冻胀敏感性的方法在土体有压补水冻结时的适用性，开展了三因素三水平的冻胀正交试验。基于灰色关联度法得到的结果表明，影响土体冻胀率的因素由强到弱依次为补水压力、冷端温度和土质。补水压力、冷端温度与冻胀率的关联度较大，土质与冻胀率的关联度较小。在较高的补水压力作用下，非冻胀敏感性的砂类土产生了明显的冰透镜体，且部分砂类土的冻胀率超过了黏质土的冻胀率。发现仅凭细粒含量评价水压作用下砂类土的冻胀敏感性存在缺陷，应根据土体所处的实际环境进行综合评估。通过讨论冻胀敏感性、融沉敏感性与冻害敏感性之间的关系，提出受水压影响的寒区工程构筑物须通过设置隔水和排水设施以及使用换填法来综合防治冻害的方法，可为相关工程的设计及安全运营提供参考。
季节冻土区路基土中的水热迁移往往导致道路病害。为进一步研究季节冻土区路基土体在冻结过程中温度和水分的变化规律，建立开放系统条件下的土体水-热耦合理论模型，然后利用有限元软件进行求解，并借助补水条件下的单向冻结试验对模型的准确性进行验证。结果表明:土体冻结期间，沿试样高度方向的温度分布呈现由非线性分布向线性分布过渡趋势，未冻区水分在温度梯度作用下向冻结区迁移，并在冻结锋面处含水率发生突变;建立的开放系统条件下的土体水-热耦合理论模型能够较好地预测土体冻结过程中的温度和水分变化。
季节冻土区路基土中的水热迁移往往导致道路病害。为进一步研究季节冻土区路基土体在冻结过程中温度和水分的变化规律，建立开放系统条件下的土体水-热耦合理论模型，然后利用有限元软件进行求解，并借助补水条件下的单向冻结试验对模型的准确性进行验证。结果表明:土体冻结期间，沿试样高度方向的温度分布呈现由非线性分布向线性分布过渡趋势，未冻区水分在温度梯度作用下向冻结区迁移，并在冻结锋面处含水率发生突变;建立的开放系统条件下的土体水-热耦合理论模型能够较好地预测土体冻结过程中的温度和水分变化。