人工冻结法用于地下工程建设时，过量的冻胀变形及冻胀力将抬升地层并导致构筑物的破坏及失效，提出冻胀控制方法及揭示冰透镜体生长抑制机理是推进人工冻结技术发展的重要途径.从冰透镜体生长速率和冰饱和度与渗透率的特定数学模型出发，得到了冻结缘厚度演化对冰透镜体生长速率的影响.研究指出，冰透镜体的生长对冻结缘结构具有强烈的依赖性，冻结锋面向冷端移动诱导的冻结缘结构退化将直接抑制冰透镜体的生长.通过研究冻结缘厚度对冰透镜体生长的影响机制，提出了基于冻结锋面移动控制的人工地层冻结技术思路，发展了相应的冻结控制系统及试验平台，该技术思路可有效激活冰透镜体的间歇性生长过程并实现对冻胀的控制.研究指出，减小设计冻结深度及提高冷端冻结温度均能有效抑制冻结土体中冰透镜体的生长及减缓冻胀.
人工冻结法用于地下工程建设时，过量的冻胀变形及冻胀力将抬升地层并导致构筑物的破坏及失效，提出冻胀控制方法及揭示冰透镜体生长抑制机理是推进人工冻结技术发展的重要途径.从冰透镜体生长速率和冰饱和度与渗透率的特定数学模型出发，得到了冻结缘厚度演化对冰透镜体生长速率的影响.研究指出，冰透镜体的生长对冻结缘结构具有强烈的依赖性，冻结锋面向冷端移动诱导的冻结缘结构退化将直接抑制冰透镜体的生长.通过研究冻结缘厚度对冰透镜体生长的影响机制，提出了基于冻结锋面移动控制的人工地层冻结技术思路，发展了相应的冻结控制系统及试验平台，该技术思路可有效激活冰透镜体的间歇性生长过程并实现对冻胀的控制.研究指出，减小设计冻结深度及提高冷端冻结温度均能有效抑制冻结土体中冰透镜体的生长及减缓冻胀.
活动层内部的冻融锋面是冻融过程中冻结土层与融化土层的分界面,其上下土层的水热参数有着显著差异。在陆面过程模式中准确描述冻融锋面的移动过程将有助于提高其对多年冻土水热过程的模拟能力。本研究首先将Noah-MP陆面过程模式的模拟深度扩展到20 m,并将原模式的4层土层增加到19层土层,同时引入前人的有机质方案和植被根系方案,然后在此基础上,通过耦合Stefan方法以加强模式对冻融锋面的模拟能力,进而探究耦合Stefan方法的Noah-MP模式对西大滩多年冻土站点水热过程的模拟效果。研究中设置了不耦合Stefan方法的CTL控制试验和耦合Stefan方法的STE对照试验来分别模拟西大滩多年冻土站点2012年0～20 m的土壤温度与土壤液态含水量,模拟结果用站点0～3.2 m内10个深度的日均土壤温度、土壤液态水含量监测数据以及3 m、6 m和10 m的年均地温监测数据来做验证。研究结果表明,由土壤温度模拟值插值得到的冻融锋面（0℃等温线）有明显阶梯状特征,最大冻融深度与实测相比偏大。耦合Stefan方法增强了Noah-MP模式模拟冻融锋面的能力,使得模式能够基于Stefan方法较好地模拟出冻...
活动层内部的冻融锋面是冻融过程中冻结土层与融化土层的分界面,其上下土层的水热参数有着显著差异。在陆面过程模式中准确描述冻融锋面的移动过程将有助于提高其对多年冻土水热过程的模拟能力。本研究首先将Noah-MP陆面过程模式的模拟深度扩展到20 m,并将原模式的4层土层增加到19层土层,同时引入前人的有机质方案和植被根系方案,然后在此基础上,通过耦合Stefan方法以加强模式对冻融锋面的模拟能力,进而探究耦合Stefan方法的Noah-MP模式对西大滩多年冻土站点水热过程的模拟效果。研究中设置了不耦合Stefan方法的CTL控制试验和耦合Stefan方法的STE对照试验来分别模拟西大滩多年冻土站点2012年0～20 m的土壤温度与土壤液态含水量,模拟结果用站点0～3.2 m内10个深度的日均土壤温度、土壤液态水含量监测数据以及3 m、6 m和10 m的年均地温监测数据来做验证。研究结果表明,由土壤温度模拟值插值得到的冻融锋面（0℃等温线）有明显阶梯状特征,最大冻融深度与实测相比偏大。耦合Stefan方法增强了Noah-MP模式模拟冻融锋面的能力,使得模式能够基于Stefan方法较好地模拟出冻...
利用1979—2018年青藏高原(简称高原，下同)卫星积雪数据集、华南地区261站逐日降水及ERA5再分析资料，探讨了高原冬季积雪与华南前汛期降水的联系。结果表明：1)高原西部积雪与华南前汛期降水的正相关关系最为稳定，其主要影响前汛期的锋面降水，对夏季风降水的影响较小；2)华南前汛期在高原西部积雪偏多年比偏少年偏早20 d,使得前汛期降雨日数偏多，持续时间偏长，总降水量偏多，而降水强度受积雪的影响较小；3)高原积雪偏多年，积雪的冷却作用形成了低层异常反气旋环流，而东亚沿岸为“+-+”的位势高度异常，中纬度“西高东低”的环流配置有利于中高纬冷空气南侵，使得华南上空温度偏低，同时偏强偏南的西太平洋副热带高压加强了低纬地区偏南气流和水汽输送。3—4月锋面在华南北部南北摆动，4月初偏北干冷空气南侵和偏南暖湿气流的持续北推使得锋面加强，触发了前汛期的较早建立；积雪偏少年冷空气和偏南暖湿气流均较弱，华南北部锋面在4月初中断，4月中下旬华南北部锋面在偏北弱冷空气和偏南暖湿气流的共同作用下重新建立，从而华南前汛期开始偏晚。
利用1979—2018年青藏高原(简称高原，下同)卫星积雪数据集、华南地区261站逐日降水及ERA5再分析资料，探讨了高原冬季积雪与华南前汛期降水的联系。结果表明：1)高原西部积雪与华南前汛期降水的正相关关系最为稳定，其主要影响前汛期的锋面降水，对夏季风降水的影响较小；2)华南前汛期在高原西部积雪偏多年比偏少年偏早20 d,使得前汛期降雨日数偏多，持续时间偏长，总降水量偏多，而降水强度受积雪的影响较小；3)高原积雪偏多年，积雪的冷却作用形成了低层异常反气旋环流，而东亚沿岸为“+-+”的位势高度异常，中纬度“西高东低”的环流配置有利于中高纬冷空气南侵，使得华南上空温度偏低，同时偏强偏南的西太平洋副热带高压加强了低纬地区偏南气流和水汽输送。3—4月锋面在华南北部南北摆动，4月初偏北干冷空气南侵和偏南暖湿气流的持续北推使得锋面加强，触发了前汛期的较早建立；积雪偏少年冷空气和偏南暖湿气流均较弱，华南北部锋面在4月初中断，4月中下旬华南北部锋面在偏北弱冷空气和偏南暖湿气流的共同作用下重新建立，从而华南前汛期开始偏晚。
寒区土体的冻胀融沉特性对结构物稳定带来极大挑战，冻土冻融作用机理的研究对寒区冻融灾害预防具有极其重大的意义。文中通过质量守恒定律以及能量守恒定律建立寒区一维土柱水分场、温度场数值模型，考虑冰水相变引起土体内部应力变化以建立应力场。构建一维非饱和土柱水热力耦合模型，通过与已有研究比对以验证三场耦合数值模型的准确性。研究表明：冻结锋面随冻结时间不断下移。在冻结初期，冻结锋面下移速度较快，在冻结后期冻结速度变缓，且土柱内温度成近似线性分布趋势。土柱内水分场在冻结锋面处出现明显的S形曲线。在冻结条件下，土柱发生竖向的冻胀变形，模拟结果与已有试验数据吻合良好，验证了该模型的合理性以及准确性。
寒区土体的冻胀融沉特性对结构物稳定带来极大挑战，冻土冻融作用机理的研究对寒区冻融灾害预防具有极其重大的意义。文中通过质量守恒定律以及能量守恒定律建立寒区一维土柱水分场、温度场数值模型，考虑冰水相变引起土体内部应力变化以建立应力场。构建一维非饱和土柱水热力耦合模型，通过与已有研究比对以验证三场耦合数值模型的准确性。研究表明：冻结锋面随冻结时间不断下移。在冻结初期，冻结锋面下移速度较快，在冻结后期冻结速度变缓，且土柱内温度成近似线性分布趋势。土柱内水分场在冻结锋面处出现明显的S形曲线。在冻结条件下，土柱发生竖向的冻胀变形，模拟结果与已有试验数据吻合良好，验证了该模型的合理性以及准确性。
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。