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...

受冻土区土层属性特征影响，在沉降作用下，路基工程的纵向裂缝问题较为严重，为此对施工纵向裂缝形成机理及防治措施进行研究。在纵向裂缝形成机理分析阶段，明确冻土区路基融沉在纵向裂缝形成阶段发挥的主导性。在防治施工阶段，当路基施工开挖至多冰冻土层后先铺设中砂做褥垫层，再铺设XPS保温板，以提高垫层的稳定性。采用冻胀不敏感A、B组填料作为施工材料，以方格施工的方式开展分层摊铺。碾压夯实施工阶段，采用重型振动式压路机作为施工装置，以两侧为施工的起始的部位，向中心纵向推进，直至地基的状态参数达到压实标准。在测试结果显示，地基的累计沉降量和纵向裂缝扩展深度均处于较低水平，起到了良好的防治效果。

为了更合理地评价地震作用下热锚管框架支护多年冻土边坡的稳定性，基于波动理论和极限分析上限定理，并结合似黏聚力理论和冻土边坡失稳破坏模式，推导了地震波在冻融双层介质交界面处的波形转换和透射反射系数，给出了P波或SV波作用下的热锚管框架冻土边坡体系地震动力稳定性计算方法，并结合算例进行了分析与验证。结果表明：新型热锚管支护技术与热棒、锚杆相比其可靠性更好，能够从热学和力学2个方面共同提高冻土边坡的稳定性，其换热能力越强、极限锚固力越大，冻土边坡稳定性也就越高；入射地震波强度增加，热锚管冻土边坡体系的稳定性降低，且提出的地震稳定性分析方法与动力强度折减法和传统拟静力法结果总体趋势较为一致。研究结果可为热锚管框架支护冻土边坡的抗震设计提供科学合理的依据。

多年冻土与路基工程之间复杂的水热力相互作用表现出显著的尺度效应，空间尺度、时间尺度和结构性态等都会对其产生影响。对冻土路基尺度效应的深入认识是揭示大尺度冻土路基热融风险机理、融沉防控的重要理论基础。近几十年来，基于室内外试验和数值分析等方法，冻土路基尺度效应研究从现象到机理，最终形成了理论体系，取得充分发展。文章总结了冻土路基尺度效应理论体系、研究方法，梳理了近年来在上边界条件、空间效应、时间效应和结构效应等方面的研究进展，并在此基础上对今后的研究重点提出了一些构想。

我国多年冻土分布广泛，包括东北大小兴安岭地区、西部山区。由于多年冻土是一类特殊的地质体，其对水和温度的变化极为敏感。基于此，首先对冻土地区路基病害及治理措施进行研究。然后从冻土地基的工作特性、病害成因等方面进行分析，最后提出相关治理方案，望能为同类工程提供借鉴。

为了研究修筑公路对高海拔多年冻土层热状态的影响，开展了新藏公路多年冻土区路段沿线病害调查，在海拔5 400 m地带修筑了冻土地温监测断面与气象监测站点；对气温、地温、辐射强度进行了监测，依据监测结果计算了冻土上限处的热流通量，分析了多年冻土层地温变化特征；基于热传导和热扩散理论，建立了天然地基及普通路基下部多年冻土地温-深度理论预测模型。研究结果表明：多年冻土区公路病害主要由于沥青路面大量吸热导致，热棒、隔热层等主动、被动保护的手段虽有一定效果，但不能改变多年冻土的快速退化；研究区域天然地基与路基中心一天内温差最高达19.66℃,左、右路肩一天内温差最高为4.94℃,天然地基下深层多年冻土温度稳定在-6.0℃左右，路基中心下部深层多年冻土温度稳定在-5.6℃左右，路基下部相较天然地基温度变化更为剧烈，且等温层温度更高；研究区域的辐射强度在一天的10:00～18:00显著增强，在一年的3～6月为辐射强度的顶峰期，浅层地温主要受辐射强度的年周期变化影响；天然地基、路基中心、阴坡路肩与阳坡路肩下部多年冻土层年热流通量依次为-4 001、-14 649、-4 487与58 303 kJ·m

依托西藏拉妥至芒康公路改建工程，选取现场典型路基断面，在路基不同高度、深度及横向位置处布设了温度-水分传感器、冻胀计，对路基断面处含水量、温度分布及冻胀变形进行了长期监测，研究了三者在时间和空间上的分布情况和变化规律.结果表明：左右路肩及中部测线最大冻结深度分别约为1.25 m与0.85 m;经历一次冻融循环后路基深度-0.5 m上下范围内水分有所积聚，而冻结深度以下土体含水量减小，该区域水分向上发生迁移后部分没有发生回降；冻胀变形过程可大致分为冻胀发展期、冻胀稳定期、冻融交替期、融沉期4个阶段及对应时间段；研究断面-0.5～0 m范围内为显著冻胀区，右路肩(阴面)测线温度振幅、温差及冻结深度最大，阴阳坡效应在该区域类似走向的道路设计中应重点考虑.

为探究雨水感热作用下的降雨对多年冻土路基稳定性的影响，参照青藏高原北麓河地区的环境特点和多年冻土路基结构，通过底板-大气双控温室内模型箱开展了多年冻土区沥青路面路基模型试验，考虑了环境潜在雨水温度导致的雨水感热能量脉冲作用，分析了多周期不同降雨工况下的路面温度与辐射、路基含水量、热通量和温度响应。结果表明：多年冻土环境中雨水温度与气温在夏季差异显著，最大温差近3℃,在春秋季差异小于1℃;受雨水感热的影响，夏季降雨引起路面温度、地表向上辐射通量和浅层土壤热通量显著降低，导致的路基降温效果从强到弱为路面、路肩、边坡、天然场地，降幅与降雨量正相关；秋季降雨对路基土体降温效果较弱，春季降雨促进路面与路肩下土体热通量和温度的降低，而易引起边坡和天然场地土体的升温；同样，多年冻土路基活动层水分变化表现出相似的季节特征，但含水量增量从大到小为路肩、边坡、天然场地、沥青路面，降雨对路面下土体含水量的影响深度(大于0.25 m)小于路肩(小于0.35 m)。因此，在降雨入渗深度范围内，多年冻土路基不同深度土体周期性平均降温从大到小为路肩、边坡、天然场地，沥青路面下土体仅在浅层0.05～0.15 m降温显...

针对青藏铁路K1297+055路桥过渡段多年冻土区路基沉降变形，通过现场调查、理论分析及室内试验，分析了路桥过渡段病害产生的成因，采用在桥台台背回填片石的技术措施，并对变形和地温进行监测。结果表明：实施整治措施后的最终沉降量为14.7～15.8 mm，达到规范要求，且地层多年冻土上限较措施前减小约1.5 m，有效提高了路基整体稳定性。

为揭示深季节冻土区高速铁路抗冻胀基床结构的效果和稳定性，确保高速列车在冬季的安全运营，以我国深季节冻土区高速铁路典型抗冻胀基床结构为研究对象，通过现场试验和理论分析相结合的方法，研究深季节冻土区抗冻胀基床结构水热力学行为演变的内在机理，分析深季节冻土区高铁路基工程温度场非对称的一般特征，讨论影响寒区路基工程阴阳坡效应的关键因素。研究结果表明：1)季节冻融层和非冻结层的地温和横向温差随时间推移均呈现正弦规律变化。2)当基床表层和底层温度接近0℃时，对应土层内的未冻水含量迅速减小或增加。3)冻胀主要发生在冻结初期和冻融交替期。同时，融沉的结束时间滞后于冻结层的消失时间。4)不同深度处阴阳肩的温差在全年均大于0℃，影响寒区路基工程阴阳坡效应的主要因素是线路走向和主风向。综上所述，建议深季节冻土区的高速列车在冻结初期和冻融交替期减速行驶。同时，为减弱路基阴阳坡效应引起的横向非均匀变形，路基两侧应采取非对称设计的原则。