寒區(qū)交通工程凍土問題的研究要點與綜述

武 文 娟

(中國兵器工業(yè)北方勘察設(shè)計研究院有限公司， 河北 石家莊 050011)

中國的凍土分布面積約占領(lǐng)土面積的75%[1]。隨著寒區(qū)高等級公路建設(shè)和改建的大規(guī)模開展，對凍土研究的范圍和深度也提出了更高的要求。研究多年凍土、季節(jié)凍土及各種路基改良土在低溫、凍融作用及外荷載等條件下的熱學(xué)性質(zhì)、物理力學(xué)特性，是分析凍土及與之相關(guān)的構(gòu)筑物在水、熱、力等因素耦合作用下變形和穩(wěn)定性的前提，也是開發(fā)和改進公路修筑新技術(shù)的基礎(chǔ)，對于寒區(qū)公路工程各類病害機理研究及防護設(shè)計具有十分重要的指導(dǎo)意義。

為系統(tǒng)梳理近年來交通工程凍土方面的研究進展，本文總結(jié)了凍土在熱學(xué)、物理性質(zhì)及靜、動力特性等方面常用的指標及其意義，在此基礎(chǔ)上對上述指標的一般規(guī)律和近年來取得的研究成果進行了分析，以期為相關(guān)研究提供參考。

1 凍 土

凍土是指溫度在0℃或0℃以下，并含有冰的各種巖石和土壤。凍土對溫度極為敏感，且具有流變性，長期強度遠低于瞬時強度。凍土研究主要包括己凍土的蠕變研究和土的凍融研究兩方面，其中凍融作用是寒區(qū)工程中首先要關(guān)注的問題[2]。持續(xù)3 a或3 a以上的凍土稱為多年凍土。目前，一般將-1.5℃作為高溫凍土和低溫凍土的臨界溫度[3]。由于工程活動及大氣環(huán)境的影響，青海省公路沿線的不穩(wěn)定型和過渡型多年凍土將大部分演變?yōu)椤案邷貎鐾痢薄＠?，青藏公路穿越的多年凍土中高溫凍土段長416 km，占了全部多年凍土長度的76%[4]。高溫凍土的溫度敏感性強，容易出現(xiàn)冰-水劇烈相變，其物理力學(xué)性質(zhì)具有較強的易變性和離散性，因此應(yīng)側(cè)重于高溫凍土的研究。同時，低溫、凍融作用、圍壓等環(huán)境荷載作用會改變土體的結(jié)構(gòu)特征，不僅導(dǎo)致土體發(fā)生凍脹、融沉，也會引起土體物理力學(xué)性質(zhì)的變化[5]。

2 熱學(xué)性質(zhì)

凍土凍融變化過程屬于傳熱學(xué)中具有相變熱傳導(dǎo)的范疇。溫度場的數(shù)值計算是凍土工程熱穩(wěn)定性分析的主要手段之一，其計算精度主要受到導(dǎo)熱系數(shù)、比熱容等熱學(xué)指標的影響[6]。

導(dǎo)熱系數(shù)與土體的結(jié)構(gòu)、密度、含水率、溫度等因素有關(guān)，是上述變量的函數(shù)。導(dǎo)熱系數(shù)測定方法包括穩(wěn)態(tài)法和非穩(wěn)態(tài)法。穩(wěn)態(tài)法包括平板法、護板法、熱流計法等；非穩(wěn)態(tài)法包括熱線法、熱盤法、激光法等[7]。土的比熱具有按成分質(zhì)量加權(quán)平均的性質(zhì)。導(dǎo)溫系數(shù)是表示土體在臨點溫度變化時改變自身溫度能力的指標，由比熱和導(dǎo)熱系數(shù)可間接求得。導(dǎo)溫系數(shù)決定了溫度場變化速率，用于研究不穩(wěn)定熱傳導(dǎo)過程[8]。

含鹽量及成分是影響凍土的水、冰平衡及結(jié)構(gòu)、構(gòu)造的重要因素。青海省鹽堿土分布廣泛，且一般與凍土區(qū)重合，因此鹽堿土也是凍土研究的重要內(nèi)容。在同一負溫下各種土質(zhì)的比熱和導(dǎo)熱系數(shù)均隨含鹽量的增加而增大[9]。

此外，由于凍土的變異性和系統(tǒng)的不確定性等原因，參數(shù)取值有較強的隨機性和離散性。因此，通過合理的試驗手段和概率統(tǒng)計方法才能得到可靠的熱學(xué)參數(shù)。實驗表明，正態(tài)分布對凍土熱學(xué)參數(shù)分布規(guī)律的擬合效果較好[10]。

3 物理性質(zhì)

從物理特征看，凍土是一種多相體系，包括固相骨架顆粒、冰相孔隙冰、液相未凍水和氣相。作為非連續(xù)介質(zhì)，凍土具有結(jié)構(gòu)性強的特點，細觀結(jié)構(gòu)、含水率等物理性質(zhì)均會影響其變形規(guī)律、強度等宏觀力學(xué)性質(zhì)[11]。低溫、凍融作用等因素對凍土物理、水理性質(zhì)影響的研究集中在滲透性、孔隙比、干重度及土中水的遷移等方面[12]。

3.1 未凍水含量

未凍水是指在負溫條件下凍土中沒有被凍結(jié)的液態(tài)水，成因包括毛細作用、表面效應(yīng)、吸附作用和雙電層結(jié)構(gòu)等。未凍水是評價凍土水分遷移特性的重要指標。即使在較低溫度下，凍土中仍然存在一部分未凍水，并隨溫度和外力的條件而動態(tài)改變，因此凍土的力學(xué)性質(zhì)遠比融土復(fù)雜[13]。未凍水含量的檢測方法包括量熱法與測溫法，前者根據(jù)能量守恒原理進行計算公式的推導(dǎo)，試驗原理準確，并經(jīng)過大量試驗驗證，測試精度較高；而后者則缺乏理論基礎(chǔ)，存在概念混淆、不準確等缺點[14]。

3.2 干密度

在補水的開放系統(tǒng)下，凍融循環(huán)是土體密度場、水分場、應(yīng)力場重新分布的過程。凍融循環(huán)對土體密度有雙重效應(yīng)，干重度較大的土體會變得松散，密度降低；而干重度較小的土體會變得密實，密度增大[15]。實驗表明，凍融循環(huán)后土體干密度會趨于某一定值，且這一定值與初始干重度無關(guān)，而與土體種類有關(guān)。

3.3 孔隙比

孔隙比與干密度相對應(yīng)，隨著凍融循環(huán)次數(shù)的增加，密實土體和疏松土體的孔隙比分別呈逐漸增大和減小的相反趨勢?？梢姡捎趦鋈谘h(huán)對土體組成、結(jié)構(gòu)及構(gòu)造的影響，土體的干密度、孔隙比及滲透性等物理性質(zhì)會逐漸趨于穩(wěn)定[16]。對于含鹽凍土，土顆粒的位置和間距在土體凍融過程中水分和鹽分的遷移和相變作用下會發(fā)生變化，破壞土體內(nèi)部原有的平衡。融化時凍土表面溫度高于中心溫度，溫度梯度會誘使水分和鹽分向土體的中心方向遷移。凍結(jié)時水分遷移方向則與融化時相反，但融化時的鹽顆粒仍帶有結(jié)晶水，因此含鹽凍土中的水分會隨著凍融循環(huán)次數(shù)的增加逐漸減少[17]。

3.4 滲透性

土的滲透性與孔隙比密切相關(guān)。初始含水率越高，凍融循環(huán)對土骨架的破壞程度越顯著，孔隙比和滲透系數(shù)的增幅越大[18]。實驗表明，松散土樣的孔隙比和滲透性在反復(fù)凍融作用下會輕微減??；而密實土樣的孔隙比與滲透性則有所增大[19]。

4 靜力學(xué)性質(zhì)

凍土的力學(xué)性能是確保凍土地基上工程構(gòu)筑物穩(wěn)定性的基礎(chǔ)，主要研究內(nèi)容包括凍脹、融沉和凍融循環(huán)對土體力學(xué)性質(zhì)的影響，以及凍土的強度、應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系和動力特性等[20]。

4.1 強度特征

土體強度問題是進行地基穩(wěn)定性分析與計算的關(guān)鍵，凍土強度特性也是凍土力學(xué)領(lǐng)域研究最為深入的課題之一。土體強度影響因素包括土粒礦物成分、土顆粒形狀與級配、密度、含水率、結(jié)構(gòu)以及孔隙水壓力等。在寒區(qū)工程建設(shè)中則主要考慮凍融作用、凍結(jié)溫度及圍壓的影響，凍融作用可分為凍脹、融沉及凍融循環(huán)的影響。

4.1.1 靜強度

圍壓和溫度是凍土強度的兩個主要影響因素[21]。大量試驗表明，凍土無側(cè)限抗壓強度試驗中的應(yīng)力-應(yīng)變曲線多表現(xiàn)為應(yīng)變軟化型。凍土強度隨干重度的增加而增大。在含水率一定的封閉條件下，凍融循環(huán)對土樣孔隙比和骨架的影響會逐漸降低，導(dǎo)致靜強度隨凍融次數(shù)的增加而趨于穩(wěn)定[22]。

4.1.2 抗剪強度

為了應(yīng)用方便，凍土抗剪強度使用最多的還是僅具有黏聚力和內(nèi)摩擦角兩個參數(shù)的莫爾-庫侖破壞準則[23]。實驗表明，隨著凍融循環(huán)次數(shù)的增加，凍土黏聚力通常出現(xiàn)降低的趨勢，表明土顆粒間距每經(jīng)歷一次凍融循環(huán)后將隨之增大。經(jīng)歷多次凍融作用后，黏聚力會逐漸穩(wěn)定。凍融循環(huán)和凍結(jié)溫度對內(nèi)摩擦角的影響則呈波動狀態(tài)，無明確規(guī)律可循。凍土的快剪強度與溫度一般呈正相關(guān)的關(guān)系。剪切速率也主要影響?zhàn)ぞ哿Ψ至?，對?nèi)摩擦角的影響不大，一般等于或者略小于對應(yīng)融土的內(nèi)摩擦角。

上述凍土強度的研究主要還是沿用融土的強度理論，研究對象側(cè)重細顆粒土。對于高應(yīng)力下凍土壓融現(xiàn)象的描述還不夠科學(xué)與準確。此外，隨著高速鐵路、高速公路路基填料和填筑標準的提高，對于粗顆粒凍土強度特性的研究也有待深入。

4.2 變形特征

4.2.1 彈性模量

通常在土體小應(yīng)變條件下求得，根據(jù)應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線，取某固定軸向應(yīng)變對應(yīng)的偏應(yīng)力增量與軸向應(yīng)變增量的比值[24]。凍土彈性模量隨溫度的降低和含冰量的增大而增加。若凍融循環(huán)使凍土密度增大，彈性模量也會有所增加。由于凍土內(nèi)部構(gòu)造隨機分布，即使在同一溫度下，彈性模量及強度也不是某一確定值。隨著土體變形的逐漸增大，參數(shù)取值的離散度會逐漸增大。實驗表明，離散的實驗結(jié)果是服從某一概率分布規(guī)律的隨機變量，正態(tài)和對數(shù)正態(tài)分布能較好地反映高溫凍土的彈性模量概率分布規(guī)律[25]。

4.2.2 泊松比

泊松比在數(shù)值分析中對土體的強度和變形特征影響很大。環(huán)境溫度、土質(zhì)、密實度、有無水分補給、溫降速度、凍結(jié)速率、受力方向及凍結(jié)鋒面方向?qū)鐾翉椥猿?shù)的取值均有影響。泊松比會隨著溫度的降低和含冰量的增加而減小，但相比對彈性模量，泊松比增減不顯著[25]。

4.3 應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系

由于凍土的流變性，其應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系十分復(fù)雜。隨著凍融循環(huán)次數(shù)的增加，凍土的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線由軟化型向加工硬化型過渡，破壞形式由脆性破壞轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄云茐?。試驗表明，粉砂土試樣在多次凍融過程中有時會出現(xiàn)兩次穩(wěn)定狀態(tài)[26]。這是由于冰相和未凍水膜的存在，凍土中直接接觸的顆粒并不多。凍土強度主要由冰強度、土骨架強度和冰土膠結(jié)強度三部分組成。在凍土的變形初始階段，冰強度起主要作用，在變形后期土骨架強度才會逐漸發(fā)揮作用，因此隨著應(yīng)變的增大可能出現(xiàn)兩個應(yīng)力峰值，出現(xiàn)與否主要受實驗應(yīng)變速率和圍壓的影響。

4.4 蠕變

4.4.1 蠕變特征

蠕變、應(yīng)力松弛和強度降低是凍土在長期荷載作用下流變特性的三種表現(xiàn)形式。其中蠕變特性表現(xiàn)得較為突出，因此蠕變模型是凍土本構(gòu)模型研究的重點。凍土的蠕變破壞是由于凍土中非彈性變形積累的結(jié)果。應(yīng)力較小時，凍土首先出現(xiàn)非穩(wěn)定蠕變階段和穩(wěn)定蠕變階段，隨著應(yīng)力增加，蠕變速率逐漸減小，達到最小值后進入漸進流階段[27]。從穩(wěn)定蠕變階段進入漸進流階段的轉(zhuǎn)折點稱為蠕變破壞點，對應(yīng)的應(yīng)變、時間、應(yīng)變速率稱為破壞應(yīng)變、破壞時間和最小蠕變速率，即蠕變?nèi)亍Ｈ渥冇绊懸蛩匕虞d頻率、最大加載應(yīng)力、溫度和圍壓等，其中溫度梯度會引起凍結(jié)過程中的水分場的重分布和宏觀變形的非均勻分布[28]。

對于同種土體，溫度越低，則初始應(yīng)變和破壞應(yīng)變越小、破壞時間越長、最小蠕變速率越小。當溫度一定而最大加載應(yīng)力增大時，破壞應(yīng)變增加、破壞時間縮短、最小蠕變速率變快。破壞應(yīng)變和破壞時間都隨頻率的增加而減小，最小蠕變破壞速率隨頻率的增加而增加。圍壓對破壞應(yīng)變影響較小，對破壞時間及最小蠕變速率影響較大。存在一個臨界圍壓，當圍壓等于臨界圍壓時，蠕變破壞時間最長，最小蠕變速率最小；當圍壓大于或小于臨界圍壓時，則有相反的變化趨勢[29]。

4.4.2 蠕變模型

為定量描述和預(yù)測凍土蠕變過程，需建立蠕變模型。凍土蠕變模型通常是依據(jù)實驗數(shù)據(jù)通過經(jīng)驗公式法建立的，主要包括 Vyalov 的第一階段蠕變模型、Ladanyi 的工程蠕變模型和Ting 的全過程蠕變模型等[30]。傳統(tǒng)整數(shù)階微積分本構(gòu)關(guān)系存在元件多等不足，在元件模型基礎(chǔ)上引入分數(shù)階導(dǎo)數(shù)，可建立穩(wěn)定蠕變分數(shù)階導(dǎo)數(shù)定常蠕變模型，再運用粒子群優(yōu)化方法確定參數(shù)取值，可以很好地模擬凍土的蠕變規(guī)律[31]。

5 動力學(xué)性質(zhì)

凍土的動力學(xué)性質(zhì)和靜力學(xué)性質(zhì)有很大差異。凍土動力學(xué)主要研究在地震、爆破及行車等動荷載作用下凍土的結(jié)構(gòu)性、變形性、強度變化特征以及由此引起的地基承載力、穩(wěn)定性等問題[32]。目前主要研究土質(zhì)、含水率、溫度、圍壓、頻率、應(yīng)變幅值及最大應(yīng)力等各種因素，對凍土及改良土動強度、動參數(shù)及動應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系的影響[33]。

5.1 動強度

在一定的動應(yīng)力振次動荷載實驗中，將土體產(chǎn)生某一指定破壞應(yīng)變所需要的臨界動應(yīng)力定義為動強度；而在恒應(yīng)變速率等幅動應(yīng)變?nèi)S、單軸試驗中，則將峰值動應(yīng)力定義為動強度[34]。同時，土質(zhì)不同，動強度研究中的破壞標準也不同[35]。凍土動強度的影響因素及機制復(fù)雜，一方面，在恒應(yīng)變速率增長的等幅動應(yīng)變作用模式下，荷載作用時間(循環(huán)效應(yīng))和振動頻率與幅度(速率效應(yīng))綜合影響著凍土動強度，同一圍壓下動剪強度隨破壞振次的增加而非線性減??；另一方面，由于孔隙冰的壓融和微裂隙的發(fā)育，循環(huán)振動荷載作用下凍土動強度隨圍壓的增大表現(xiàn)出先增后減的非線性變化趨勢[36]。因此，存在一個臨界圍壓，當圍壓小于臨界圍壓時，動強度隨圍壓的變大而變大；當圍壓大于臨界圍壓時，強度隨圍壓增大而減小。若凍土的溫度降低導(dǎo)致含冰量提高，則動強度增大[37]。

此外，凍土與混凝土的接觸面也廣泛存在于凍土區(qū)各類工程結(jié)構(gòu)中，凍土-混凝土接觸面的動、靜力特性也是一項重要的基礎(chǔ)性研究工作。北京交通大學(xué)研制了一套低溫動荷載直剪儀，可以測定凍土的動力學(xué)參數(shù)，并通過一系列的多因素接觸面動直剪試驗，揭示了凍土-混凝土接觸面在動荷載作用下的力學(xué)特征及其影響因素和變化規(guī)律[38]。

5.2 動力學(xué)變形參數(shù)

凍土變形特征受土質(zhì)、含水率、含冰量、溫度、圍壓、動荷載水平、振動頻率、動荷載幅值等多個因素的影響[39]。變形參數(shù)包括動彈性模量、動剪切模量、動泊松比及阻尼比。

5.2.1 動彈性模量

動彈性模量是表征凍土在彈性變形階段動應(yīng)力和動應(yīng)變之間關(guān)系的一項重要指標，數(shù)值越大，表明凍土的彈性承載性能越好[40]。動彈性模量有切線模量、偏移模量、割線模量、回彈模量等。實驗表明，凍土的動彈性模量隨頻率、圍壓的增加和溫度、應(yīng)變幅值、凍融循環(huán)次數(shù)的減小而增大。含水率增加時，凍土的動彈性模量先增大后減小，在飽和含水率附近達到最大[41]。根據(jù)二維波動理論，利用無側(cè)限與有側(cè)限動彈性模量的比值可求解動泊松比。

5.2.2 動剪切模量

凍土動剪切模量與動彈性模量的變化規(guī)律基本一致。當荷載振動頻率相同時，凍土溫度越低，動剪切模量越大。當凍土溫度相同時，荷載振動頻率越大，動剪切模量越大。但頻率對模量的影響程度小于溫度[42]。試驗所得動態(tài)模量一般隨荷載振幅的增大而增大，這是由于結(jié)構(gòu)阻尼既包括材料的內(nèi)摩擦力，也包括試樣接觸面的摩擦力[43]。

5.2.3 動阻尼比

阻尼比是衡量凍土對振動能量吸收能力的參數(shù)。影響動模量的因素都會影響動阻尼特性，使動模量降低的因素通常使動阻尼比提高[44]。凍土的動阻尼比隨頻率的增加或溫度的降低而減小，且溫度影響相對顯著。因為溫度降低后未凍水含量減少，冰的強度增加，導(dǎo)致加荷能量耗散降低的幅值增大。動荷載作用下，冰與土顆粒間有相對滑移，頻率越大，這種滑移效果越明顯，也會導(dǎo)致阻尼比變小。阻尼比總體上隨含水率或圍壓的增加略有變大的趨勢，但變化分散。在相同應(yīng)變條件下，隨著圍壓的增加，凍土的彈性模量增加而阻尼比降低[45]。

5.3 動應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系

凍土的動應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系是表征動力學(xué)特性的基本關(guān)系，也是分析動力失穩(wěn)特征的基礎(chǔ)。目前，對凍土動本構(gòu)關(guān)系的研究通常是基于各種試驗結(jié)果，以黏彈性理論為基礎(chǔ)，進行統(tǒng)計分析得出的一些經(jīng)驗?zāi)Ｐ蚚46]。大量動三軸實驗數(shù)據(jù)的擬合結(jié)果表明, 凍土的動應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系可以用Masing類模型中的Hardin-Drnevich模型描述[47]。

5.4 動蠕變

5.4.1 動蠕變強度

與靜蠕變一樣，凍土的動蠕變強度也與溫度和破壞時間密切相關(guān)。對于相同的破壞時間，溫度越低，動蠕變強度越大。溫度相同時，動蠕變應(yīng)力越大，破壞時間越短。實驗表明，各種應(yīng)力條件下，動、靜蠕變的應(yīng)變、蠕變速率隨時間的變化規(guī)律以及破壞特征隨加載應(yīng)力的變化規(guī)律基本一致，但數(shù)值上有較大差別[48]。根據(jù)動單軸和動三軸蠕變實驗結(jié)果，國內(nèi)提出了相應(yīng)的動蠕變強度模型[49]。

5.4.2 動蠕變模型

動蠕變模型一般在考慮動荷載特征的基礎(chǔ)上，根據(jù)蠕變實驗數(shù)據(jù)資料，選取合適的參數(shù)與系數(shù)，通過擬合應(yīng)變-時間曲線或應(yīng)變速率-時間曲線來建立[50]。目前，大部分動蠕變模型均是在靜蠕變模型的基礎(chǔ)上，通過單軸或三軸動蠕變實驗確定參數(shù)和系數(shù)取值而建立的。

6 寒區(qū)交通工程中的凍土問題

鐵路、公路工程需要滿足穩(wěn)定性、耐久性和平順性等要求，凍土的存在提高了上述要求的實現(xiàn)難度，首要任務(wù)為如何保持凍土的熱學(xué)穩(wěn)定性[51-52]。

多年凍土退化會導(dǎo)致路基沉降變形和承載力下降，因此一直采用保護凍土的設(shè)計原則。多年凍土保護措施主要包括高路堤、保溫材料、輻照反射材料等被動方法，即減小熱量輸入；以及塊石層、通風管、熱管等能夠起到“積極降溫”作用的主動冷卻措施[53-54]。近年來，業(yè)界還在發(fā)展基于人工制冷技術(shù)的全季節(jié)主動冷卻措施，例如米維軍等[55]以氯化鍶與氨為制冷工質(zhì)對，設(shè)計一種多年凍土吸附式制冷系統(tǒng)。胡田飛等[56-57]提出制冷系統(tǒng)在小型化、自動化、自驅(qū)化等方面的設(shè)計原則，并分別設(shè)計太陽能光伏壓縮式制冷系統(tǒng)與太陽能光熱吸附式制冷系統(tǒng)，通過現(xiàn)場應(yīng)用驗證其制冷性能。

凍脹病害是制約寒區(qū)各類交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與運營的主要難題之一。傳統(tǒng)的凍脹防治技術(shù)主要包括材料改良、保溫隔冷、防排水等。近年來，業(yè)界嘗試從主動調(diào)控溫度的角度解決凍害問題，土工構(gòu)筑物人工供熱技術(shù)逐漸興起。工程界將熱泵換熱段埋設(shè)于隧道[58]、路面[59]、地下連續(xù)墻等構(gòu)筑物中，形成新興的能源樁、能源隧道等設(shè)計理念。針對鐵路、公路路基凍脹問題，胡田飛[60]提出將熱泵冷凝段與蒸發(fā)段分別埋設(shè)在路基凍脹層與附近地基穩(wěn)定土層中，形成“熱能轉(zhuǎn)化式”主動溫控路基，結(jié)果表明可以有效防治凍脹。

7 結(jié) 論

凍土工程的研究內(nèi)容主要包括土的凍融過程及基本性質(zhì)、凍土強度與蠕變、凍土細微結(jié)構(gòu)、多年凍土保護技術(shù)、寒區(qū)工程凍害防治技術(shù)及升溫背景下凍土構(gòu)筑物穩(wěn)定性預(yù)測分析等方面。凍土在各種影響因素作用下的熱學(xué)性質(zhì)、物理性質(zhì)和靜、動力學(xué)性質(zhì)及其變化規(guī)律是上述研究的基礎(chǔ)。本文總結(jié)歸納了上述四個方面研究的主要內(nèi)容、指標及一般規(guī)律等結(jié)論:(1) 由于凍土的變異性和系統(tǒng)的不確定性，熱學(xué)、物理、力學(xué)參數(shù)的獲取應(yīng)注意結(jié)合試驗手段和概率統(tǒng)計方法；(2) 土體凍結(jié)過程同時存在固體凍縮和水分凍脹的影響，兩個作用比例的相對關(guān)系是土體工程性質(zhì)凍融循環(huán)效應(yīng)多樣化的原因；(3) 凍土的靜、動力學(xué)特性與溫度及含冰量密切相關(guān)；(4) 對于多年凍土退化融沉和季節(jié)凍土凍脹現(xiàn)象及其工程病害，溫度是根本誘因，發(fā)展多年凍土人工制冷和季節(jié)凍土人工供熱是防控凍土病害的有效途徑之一。

鑒于凍土研究中所存在的一些問題，認為今后在以下幾個方面值得進一步開展深入研究：(1) 從微觀結(jié)構(gòu)的定量分析角度對凍土宏觀物理力學(xué)性質(zhì)進行研究；(2) 隨著交通工程路基填料和填筑標準的提高，對于粗顆粒凍土強度特性的研究有待深入。(3) 建立凍土的水、質(zhì)、熱、力耦合計算理論與方法，構(gòu)建數(shù)值仿真分析平臺；(4) 通過研究各種凍土保護技術(shù)的原理、適用條件和工藝，發(fā)展凍土路基熱調(diào)控方法，建立凍土路基維護措施的成套技術(shù)。總之，應(yīng)進一步將室內(nèi)試驗、模型試驗、數(shù)值分析、現(xiàn)場原位試驗和實際工程檢測緊密結(jié)合，不斷完善和改進凍土工程理論，并應(yīng)用于工程實踐中。