为了确保春季播种安全，有必要开展播种期地温的监测和冻土融化深度预报业务。利用新疆农八师冻土气象观测资料，运用相关系数和线性回归方法，分析冻土特征及融化过程中地温变化、深度变化规律，建立春季冻土融化预报模型。结果表明，新疆农八师垦区稳定冻土期在11月中旬至翌年3月下旬，冻土最大深度呈逐年变浅趋势，倾向率为-5.4 cm/10 a；冻土结冻日期推后，倾向率为2.0 d/10 a；冻土化通日期提前，倾向率为-1.5 d/10 a。冻土融化期在3月中旬至4月上旬，冻土融化速率在3.1～4.0 cm/d之间。春季地温与平均气温、冻土融化深度与正积温具有显著的正相关，以此建立了相应的预报模型。10 cm地温预报模型历史回代准确率在96%以上，冻土融化深度预报模型历史回代准确率在94%以上。通过模型可以开展春季地温和土壤融化预报业务。

采用非稳态热传导微分方程,应用数值模型建立了东北多年冻土退化模型,该模型对不同初始地温的50 a及100 a后温度场进行了模拟。年均地表温度分别取4个代表值,给定了年均地表温度的增温率及地表温度的年振幅。预报了50 a及100 a后发育多年冻土的厚度和活动层上限变化规律,给出了利用时间历程后处理方法预报冻土上限退化模型。

为了研究盐分对季节性冻土区路基土体冻胀的抑制效果,现场采集青藏铁路西宁-格尔木段的典型路基土样,加入不同的盐分形成人工盐渍土进行室内冻胀试验,分析不同含水率、不同压实度和不同温度下的冻胀曲线,并以此为基础推导出了盐分、水分、压实度及温度四个参数预估冻胀率的公式,并进行验证。根据此公式可计算出不同路基土体的冻胀率,也可以反推出在保证一定冻胀量下路基土体所需的盐分,由此提出了既有线铁路路基冻胀预报模型和新建铁路路基冻胀预防模型。

利用自制冻胀试验装置,对淤泥质黏土、淤泥质粉质黏土、粉砂在不同冷端温度、含水率及荷载作用下的冻胀规律进行试验研究。结果表明:在试验含水率及干密度范围内,土体冻胀率随冷端温度下降线性降低,随土样含水率增加线性增大,随干密度增加而增大,随上部荷载增大呈指数规律降低。同时对淤泥质黏土进行了正交冻胀试验,表明各因素对土体冻胀率的影响程度的由大到小顺序为:含水率、冷端温度、干密度、上部荷载。最后给出了不同因素对黏性土冻胀的预测模型。

评价了蓄满产流模型的优越性,分析了模型在寒冷地区的适应性和存在的问题。考虑到冻土的不透水、蓄水调节和抑制蒸发的作用与性能,以及冻土水文的季节变化特点,在分析冻土产流机制的基础上改进了适应寒冷地区的计算方法。以小兴安岭北坡清溪站为例,应用改进的模型作降雨径流预报,收到了较好的效果。

介绍了冻胀融沉问题和人工冻土冻胀融沉问题的特殊性;冻胀融沉问题的研究现状,包括冻胀机理和冻胀预报模型;融沉机理和影响融沉的主要因素;与冻胀融沉有关的参数测试的进展情况;工程中控制冻胀量和融沉量的一般方法;分析了冻胀融沉问题研究目前存在的问题;并展望了今后的发展方向。