MODIS V006版本数据仅提供了归一化积雪指数（NDSI），而用户往往关心的是直观的积雪分类，包括积雪范围或积雪覆盖率。美国国家冰雪数据中心推荐全球积雪范围最佳的NDSI阈值为0.4，但是青藏高原地形复杂多样，积雪斑块化特征明显，单一阈值并不能精确地判识不同下垫面上的积雪。青藏高原被称为地球的第三极，是中国三大稳定积雪区之一，蕴藏了大量的淡水资源。随着全球气候变暖，青藏高原地区积雪融化时间提前，冰川融水增加，影响河流水量，造成洪涝灾害，进而影响人类正常生产生活，因此通过确定不同下垫面阈值，改善传统阈值的积雪高估低估现象，提高积雪识别精度，进而更准确地探究青藏高原积雪状况，显得尤为迫切。本文以青藏高原为研究对象，首先生成MODIS逐日无云NDSI序列并进行验证；其次对应站点雪深数据与NDSI序列，证实在下垫面为林地和非林地的区域，去云NDSI序列与站点雪深均有良好的对应关系，确定不同下垫面最优阈值范围；最后在最优阈值范围内通过混淆矩阵确定最优阈值。计算得出，林地NDSI=0.03时，总体精度最高为94.02%，在该NDSI之下，高估误差OE和低估误差UE分别为1.21%和4.60%；非林地NDSI=0.26时，总体精度OA最高为94.27%，在该NDSI之下，高估误差OE和低估误差UE分别为0.51%和5.03%。因此选取优化后林地阈值为NDSI=0.03，非林地阈值为NDSI=0.26。为避免地面常规观测资料尺度上的局限性，本文采用高精度的Landsat 8 OLI卫星数据识别结果，作为“真值”对优化后阈值的判别结果进行“像元—像元”级别的验证。在定量验证中，优化后 NDSI阈值对MOD10A1 V006积雪判别结果的总体精度OA为84.21%，高估误差OE为5.33%，低估误差UE为10.46%；传统阈值对MOD10A1 V006积雪判别结果的总体精度OA为82.86%，高估误差OE为1.48%，低估误差UE为15.66%。可以看出在定量验证中，优化后阈值的积雪判别精度更高。同时在定性验证中，积雪大面积集中的区域，新的阈值与传统阈值提取效果均相对较好；积雪相对分散破碎的区域，优化后阈值能提取出大量积雪，传统阈值则不能。这表明考虑不同土地覆盖类型下的NDSI阈值优化可以有效地提高青藏高原积雪判别精度，为NDSI在积雪识别中的应用提供有力的支撑，有助于更准确地了解该地区积雪分布状况。

青藏铁路1401旱桥位于唐古拉山多年冻土区。青藏铁路正式运营后，1401旱桥桩基连续多年出现沉降现象，严重危害了铁路的安全运营。对2009—2018年间沉降数据的分析表明，经过2009年、2011—2012年以及2017年三期的整治，该旱桥桩基已经趋于稳定。进一步分析发现，1401旱桥桩基沉降的主要原因包括浅层多年冻土夏季升温、青藏铁路沿线气候变暖、深层承压水外泄导致的冻土升温和下限升高。青藏铁路1401旱桥桩基的整治措施表明，冻土区桩基沉降的治理工作是一个复杂长期的过程，必须综合考虑各项整治措施对多年冻土地基的热扰动，建议开展青藏铁路旱桥的监测，增强早期发现、治理桩基病害的能力，提高青藏铁路旱桥路段的运营水平。

位于青藏高原东南边缘的海螺沟冰川是典型的季风海洋性冰川，对气候变化响应极为敏感，研究海螺沟冰川现状及变化趋势具有重要的现实意义。本文以Landsat系列遥感影像为数据源，基于遥感和地理信息技术，采用波段比值阈值法和目视解译相结合的方法提取1974年、1991年、2000年、2009年、2020年5期冰川边界，并结合数字高程数据分析了在全球变暖大背景下近46年来海螺沟冰川长度、总面积、表碛覆盖范围和不同朝向冰川覆盖单元变化特征。结果表明：（1）1974—2020年冰川长度缩短1 087 m，年平均退缩速率为0.15%，其中，2000年后冰川末端退缩速度不断加快。（2）1974—2020年冰川面积减少0.55 km²，面积变化率为-2.19%，年平均退缩率为0.05%，其中2000—2009年减少最多，约为0.23 km²，面积变化率为-0.93%，年平均退缩率为0.10%。（3）不同朝向冰川也呈不同程度的退缩状态，其中偏东向冰川面积萎缩速率最快。冰川分布呈东多西少、南多北少的特点，且各朝向冰川面积分布与1974—2020年对应朝向面积总萎缩量存在正相关关系。（4）自2000年后海螺沟冰川西北部、东北部和西南部表碛覆盖面积不断增大，预测未来海螺沟冰川表碛将处于持续扩张的状态。

白令海是北冰洋的边缘海，其海冰变化与北极其他海域存在巨大差异。近10年来，白令海海冰面积发生显著减少，对区域水文、大气甚至生态系统造成巨大影响，甚至影响到中纬度乃至我国气候系统。基于卫星观测、模式模拟等多种手段，学术界对白令海海冰时空变化特征及其影响因子进行了大量的研究。本文阐述了白令海近期海冰变化，回顾了海冰变化的影响因子，总结了白令海海冰变化对水文、大气、生态系统以及中纬度气候系统的影响。通过对已有研究进行综合分析指出，受研究方法缺陷和观测数据缺失，以及探索因果关系机制的综合性研究较少的影响，对于驱动季节内白令海海冰变化机理认识仍然不足。进一步指出，需要加强对前期海冰对后期海冰影响、风场对海冰的拖拽作用、暖平流对海冰的影响尺度以及海冰面积变化尺度演变等方向的研究。

青海三江源区是全球气候变化的敏感区和生态环境脆弱区，目前正面临着冻土退化的问题。本研究基于三江源区18个国家气象站1961—2021年气象观测资料，对气候变暖前后季节冻土冻融特征进行对比分析。结果表明：三江源区年平均气温为-0.34 ℃，呈东高西低分布，总体以0.38 ℃·（10a）^-1的速率上升，并在1997年发生突变，突变后气温显著升高。平均年最大季节冻结深度为142.5 cm，自西北向东南减小，总体以2.4 cm·（10a）^-1速率退化，与变暖前相比减少了11 cm。平均地表冻结初日为10月24日，以1.0 d·（10a）^-1速率推迟，平均地表冻结终日为5月18日，以3.3 d·（10a）^-1速率提前，与变暖前相比，地表冻结终日提前了12 d，地表冻结初日推迟了14 d。季节冻土平均冻结时间为133.9 d，呈西高东低分布，总体以1.9 d·（10a）^-1速率减少，与变暖前相比减少了8.8 d。年最大冻结深度及冻结时间分别在2004年和2002年发生突变，相比气温均有一定滞后。这说明，季节冻土在受气温变化影响同时，还受地形、人类活动等其他因素影响。该研究揭示了三江源区季节冻土冻结作用弱化的现象，研究成果可为应对气候变化、工程建设等提供参考。

雪崩是藏东南地区非常严重的一种自然灾害，准确且及时地监测并获得雪崩活动信息在雪崩灾害的减灾防灾中发挥着最为重要的作用。雪崩活动的监测包括实地监测和遥感监测两种基本类型，其中实地监测可以采取雪体试验、定点长期监测和次声地震波三种方法，不同方法相互印证会取得更好的监测效果。近年来随着摄影测量及航空航天科技的发展，遥感监测在雪崩的灾害管理、预测预警以及工程防治中的作用也愈加重要。与实地观测和定点监测相比，雪崩的遥感监测不直接接触不稳定性积雪，所以安全性更高。雪崩的遥感监测采用光学、激光和雷达三种传感器，搭载在地面、航空或者卫星平台之上，可以对不同空间尺度的雪崩进行临时或连续性观测。不同的传感器及平台都有各自的优势和局限性，在实际的雪崩监测中需根据成本、可到达性以及观测目标等因素灵活应用。大范围雪崩的自动监测及其算法问题依然是雪崩遥感监测的难点。藏东南是湿雪雪崩的高发地区，可以采用实地观测和高分辨率的RS-2U雷达影像相结合的方法进行长期监测，并采用哨兵-1号、SPOT或QuickBird光学影像进行验证。波密嘎隆拉隧道附近是藏东南雪崩的高发区，又是连接波密县和墨脱县的主要公路，适合建设固定的雪崩观测站进行长期观测。

藏东南尼都藏布流域冰雪崩、滑坡和泥石流等山地灾害频发，研究团队于2021年10月对流域内的塔弄错进行了水深测量和周边地貌环境调查。同时，利用短基线合成孔径雷达干涉测量（SBAS-InSAR）技术监测了尼都藏布流域的地表形变速率，以识别冰湖周边的潜在滑坡体、崩塌体等诱灾因素。最后，基于数值模型RAMMS和波浪传播模型，评估了不同情景下崩塌体入湖和水量变化对冰湖溃决风险的影响。结果表明，塔弄错的最大水深为29.45 m，平均水深为15.21 m，水量为1 820 842 m³。塔弄错周边5个不稳定区域的平均形变速率远高于其他区域，将来可能会成为触发塔弄错溃坝的外界诱因。模型模拟显示，塔弄错在入湖崩塌体质量增加或水量增加情况下，产生的洪峰流量、溃口深度和坝顶承受的压力均显著增加。因此，建议在冰湖溃决风险评估工作中重点关注周边有崩塌隐患点且水量持续增长的冰湖，并实时观测崩塌区的动态变化，为下游及时做好冰湖溃决洪水的避险提供预警信息。

叶尔羌河流域冰湖溃决洪水致灾严重，在全球变暖背景下建立完善冰湖溃决洪水数据库，掌握其变化规律是开展冰湖研究和洪水危险性评估、风险管理的基础。基于水文径流数据、科考资料及洪水灾情资料，建立了1961—2021年叶尔羌河流域克亚吉尔冰湖溃决洪水数据库，利用线性趋势、R/S分析、累积距平、Mann-Kendall突变检验、Morlet小波分析等方法分析了冰湖溃决洪水的频次、洪峰流量变化特征，基于多概率分布函数估算了不同重现期情景下的洪峰流量并对其进行了危险性评估。结果表明：叶河流域克亚吉尔冰湖溃决洪水出现频次和洪峰流量在月分布上均呈单峰型，8—9月溃决洪水风险全年最高。1961—2021年克亚吉尔冰湖溃决洪水频次线性变化趋势不明显，呈现高、低交替变化的年代振荡特征，洪峰流量则呈现显著线性减少趋势，其减少速率为15.5 m³·s^-1·a^-1，对于洪水资源化利用而言利大于弊。对于19 a准周期，短期内克亚吉尔冰湖溃决洪水发生频次处于低位，风险较低，并将持续下降到2027年左右，此后进入下一个上升阶段。虽然21世纪初受全球气候变化影响，克亚吉尔冰湖溃决洪水出现短暂的高频期，但这仍不能改变其振荡减少为主的长期变化特征。克亚吉尔冰湖溃决洪水在5 a一遇重现期情景下有一定的致灾风险，10 a及以上不同重现期情景下致灾风险极高。建议后期加强对叶尔羌河克亚吉尔冰湖的动态监测、风险评估以及冰湖溃决突发洪水机理研究，加快水利工程建设力度，趋利避害、提高流域防洪减灾能力。

位于新疆东天山北麓新建成的京新高速公路（G7）新疆伊吾—木垒段项目，跨越了北温带大陆干旱区、寒温带亚干旱区、亚寒带亚干旱区等气候区，经过山前冲洪积平原、剥蚀—堆积微丘区、台地、山间盆地低中山以及湖相沉积平原等地形地貌区域，通过对复杂的气象条件和多样的地形地貌以及对雪害的初步调查，结果表明：项目建设和运营中面临的主要问题是风吹雪灾害。本文通过风速风向远程监测、卫星遥感以及冬季现场雪情调查等多种研究方法，发现该公路沿线雪密度小、风向多变、风速大小和降雪量分布不均匀等易造成风吹雪灾害的特征，指出了风力强和降雪量大的路段范围。基于模糊综合评价法，建立适合于本条高速公路的风吹雪危险度评价模型，模型中考虑并选取自然和工程方面的8项影响因素，将这些影响因素与危险度评价指标形成隶属函数矩阵，根据隶属度最大原则对风吹雪危险度进行了评价，划分了京新高速（G7）新疆伊吾—木垒段的风吹雪路段危险度，模糊评价结果与现场雪情调研吻合较好，最后结合风吹雪最危险地段的路基形式，给出调整或增设防雪设施的建议。研究成果可为京新高速公路（G7）新疆段采取防风雪措施提供理论指导，为交安设施的动态调整和完善提供技术支持，这对保障寒区高速公路冬季运营安全及防灾减灾具有重要意义。

土地利用变化是引起碳排放增加的重要原因之一。探索区域土地利用变化引起的碳排放量和碳排放效率问题，对于把握各土地利用类型的碳排放特征、制定土地利用减排策略具有重要意义。本研究以集中国生态系统重要性与脆弱性于一体的典型区域的河西内陆河流域为研究区，利用1985—2020年的土地利用现状遥感数据，通过土地利用动态变化模型、排放系数法深入分析了河西内陆河流域的土地利用变化及其引起的碳排放量和碳排放效率的时空变化特征。结果显示：（1）1985—2020年绿洲规模呈持续扩张趋势，与1985年相比，2020年的绿洲面积相对增加了13.17%；建设用地以单向转入为主，其余土地利用类型之间的双向转变频繁。（2）各土地利用类型的净碳排放量总体呈增加趋势，2020年净碳排放量（113.17×10⁴ t）相对1985年（48.57×10⁴ t）增加了1.33倍，净碳排放量与绿洲面积显著正相关，耕地和建设用地扩张引起的碳排放量是净碳排放量增加的主要原因。碳排放弹性系数整体呈增加趋势，由1990年的-1.83增至2020年的205.91。（3）1985—2020年的耕地和建设用地碳排放强度、绿洲碳排放强度均呈增加趋势，分别由1985年的32.17 t?km^-2和5.09 t?km^-2增至2020年的60.74 t?km^-2和10.48 t?km^-2，但绿洲碳排放强度增加速率小于耕地和建设用地，同期的绿洲碳吸收强度普遍呈递减趋势。（4）工业城市嘉峪关市、金昌市的多年平均绿洲碳排放强度最大，以灌溉农业为主的行政单元相对较低，以畜牧业为主的祁连县最低。本研究通过定量分析河西内陆河流域土地利用的碳排放量及其变化，有助于宏观把握河西内陆河流域土地利用的碳排放特征，对于寻找解决土地利用的减排方案、加强土地管理和推动土地利用的低碳发展模式提供了科学认识基础和决策参考。

近年来青藏高原多年冻土地区降雨量呈增大趋势，导致活动层沿多年冻土层滑脱，诱发的冻土浅层滑坡灾害严重影响区域生态环境和人类活动。冻土浅层滑坡失稳是渗流、温度和应力复杂耦合的过程，明确降雨条件下多年冻土斜坡水热力响应机制，揭示降雨诱发冻土浅层滑坡失稳的机理十分关键。基于冻土水热力耦合数值模拟方法，建立了仅施加气温变化的模型一和在气温变化基础上施加强度为9 mm·d^-1、持续降雨18 d的模型二，探讨了低强度、长时间降雨对多年冻土斜坡水热力演化的影响。结果表明：夏季雨水入渗对斜坡浅层温度场产生扰动，进而影响土体冻融过程，活动层以下有形成富水层的可能。雨水入渗导致融土饱和度大幅增加，水分渗流方向由竖直向下逐渐转变为顺坡方向。极限状态下斜坡位移分布在活动层，符合冻土浅层滑坡变形特征，降雨入渗数天后活动层位移有显著增大的趋势，最大位移所在位置向坡脚转移。降雨对斜坡稳定性影响显著，雨水入渗对活动层水热力产生持续影响，斜坡安全系数最小值出现明显滞后。研究结果为青藏地区冻土浅层滑坡灾害防治提供了科学指导。

湖-冰接触型冰湖水温影响入湖冰川融水量和冰碛坝温度，对研究冰川消融和冰碛坝稳定性具有重要意义。本文基于2012—2021年对龙巴萨巴湖现场水温观测等数据，探讨冰前湖水温变化特征及影响因素。研究发现，在观测的10~200 cm深度，冰前湖水温与气温密切相关，但冰川融水的汇入影响显著。夏季受大量冰川融水汇入的影响，夏季水温均值在4 ℃左右，湖水无明显分层现象；在日水温>4 ℃时，冰湖水温主要受太阳辐射强度和日间天气条件影响，形成日间热分层现象。冬季则具有明显温度分层。龙巴萨巴湖年结冰期主要受夏季水温和冰川补给量影响，大约从10月下旬至次年5月下旬，年结冰期约200天；湖冰厚度变化显著，2月份湖冰最厚，一般在100~200 cm之间。冰湖水温的变化，通过湖水-坝体热交换对坝体内部温度场产生影响，进而影响坝体冻融状态及稳定性。

受青藏高原暖湿化气候的影响，高原中部的可可西里多年冻土呈现快速的退化状态，并由此诱发大量的热喀斯特地貌发育。热融滑塌作为多年冻土区最为典型的热喀斯特地貌，其快速发育是多年冻土响应气候及环境变化的指示器。考察发现热融滑塌的快速发育对区域环境及重大基础设施均具有显著的灾害效应，但由于缺乏高精度的空间数据，对这一区域热融滑塌的分布特征缺乏细致的研究。本研究基于高分系列卫星产品影像资料解译，并结合2021年野外调查验证，开展了可可西里地区热融滑塌分布特征及灾害效应研究。研究结果表明：全区共发育热融滑塌1 734个，总面积约30.82 km2，主要分布在海拔4 700~4 800 m的丘陵山区缓坡地带，其中4°~6°的坡面热融滑塌分布最多，约占总数量的32%，总面积的38%。由于坡向对地表热量分布及地下冰赋存条件的影响，对热融滑塌分布影响较大，北坡（N）及东北坡（NE）分布较多，约占59%。广泛发育的热融滑塌不仅对寒区生态环境、水环境、气候环境有重要的影响，也对重大基础设施及藏区居民生命财产具有灾害效应。本研究对可可西里地区未来工程规划及国家公园建设具有重要的指导意义。

寒区围岩的冻胀会对衬砌结构带来附加荷载，威胁着衬砌结构的耐久性与安全性。为了研究季节冻土区隧道冻胀力的分布特征，基于能量守恒与质量守恒基本原理，建立了考虑正交各向异性冻胀变形的正冻围岩水-热-力耦合模型；结合青沙山隧道冻胀力的监测结果，验证了隧道冻胀力模型的可靠性。进而，针对东天山特长隧道的抗冻需求，构建了相应的隧道冻胀数值模型，对东天山隧道的温度场、水分场与冻胀力分布特征进行了研究，并分析了最低气温、初始地层含水率、已冻与未冻围岩模量比、冻胀变形各向异性系数对冻胀力分布的影响。东天山隧道冻胀的数值仿真结果表明：隧道的冻结深度分布并不均匀，在拱脚处最小，仰拱中心处最大，两处冻结深度相差48 cm。冻结范围的差异分布主要为拱脚处几何曲率较大，冷量需辐射至更广的空间所致。同时，由于拱脚处冻深最小，且拱脚的几何曲率较顶拱与仰拱更大，导致衬砌的拱脚处弯曲折叠最大，von Mises应力最大。单个冻融周期内，隧道冻深范围内围岩的含水率可分为冻结、融化、滞水、滞水消散共4个阶段。随着冻融循环次数的增加，拱顶与拱侧的滞水阶段体积含水率分别升高了10.46%与4.21%，拱脚与衬砌底部的滞水阶段体积含水率略有降低。围岩的冻胀对衬砌同时产生了法向应力与切向应力，其中顶拱、仰拱主要体现为压应力，拱脚的压应力较小且局部体现为拉应力。不同最低气温、初始地层含水率、冻结与未冻结围岩模量比、冻胀变形正交各向异性系数下的冻胀力分布模式相同。其中衬砌外围的法向应力整体呈“蘑菇形”。最低气温的降低、冻胀变形正交各向异性系数的增大，分别通过增大冻结范围与促进冻胀应变方向集中化，最终导致隧道冻胀力整体数值的增大，两者对隧道冻胀力影响显著。冻结与未冻结围岩模量比、初始地层含水率对隧道冻胀力存在一定程度的影响：冻结与未冻结围岩模量比与隧道冻胀力负相关，初始地层含水率与隧道冻胀力正相关。冻胀变形各向异性系数对冻胀力的大小与分布影响最大。同时，经过多年的冻融循环，不同初始地层含水率下衬砌外围的水分场差距缩小，导致初始地层含水率对第20年冻胀力的大小与分布影响最小。整体而言，隧道冻胀力的分布主要是温度场与衬砌几何之间博弈的结果：其中拱脚处最小的冻结深度导致该处冻胀力较小，但衬砌几何受力后顶拱与仰拱变形导致的拱脚弯曲折叠并向外侧围岩挤压，会增大拱脚处的压应力。因此，对于衬砌厚度较小的隧道而言，拱脚向外侧围岩挤压的效应更为明显，这导致拱脚处冻胀力较大。综合来看，寒区隧道的冻胀力分布需同时考虑温度条件、水分条件、围岩冻胀变形的各向异性、衬砌几何等因素的影响。

冻结土石混合体具有明显的各向异性和结构效应，相比于冻土，其物理力学行为更加复杂。为了研究冻结土石混合体受压条件下的破坏过程和声发射特征，本文对含石量分别为30%、40%、50%的人工冻结土石混合体试样和不同含水量青藏公路冻结路基砂土石混填物试样进行单轴压缩下的声发射试验。结果表明：（1）与常温土石混合体相比，冻结土石混合体试样受冰晶和冻土的蠕变作用，在单轴压缩过程中表现出轴向应力峰后裂纹发育的变形模式。（2）受冰晶体破裂的影响，冻结土石混合体在加载初始压密阶段就出现一定数量的声发射事件，轴向应力峰后阶段也存在明显的声发射活动，呈现声发射活动的多峰特征。含石量越大，峰后声发射活动越强，且基质土为黏质粉土的土石混合体峰后声发射活动要强于基质土为砂土的冻结土石混合体。（3）冻结黏质粉土的蠕变性质和含石量的大小共同影响试样内部的变形特征。冻结土含量越高，土体越易裹挟块石做整体运动，不利于裂隙的发育，试样多见鼓胀变形，声发射活动较少；当含石量较大时，土石界面数量多，土体与块石差异运动明显，试样以裂隙扩展为主，声发射事件增多，整体变形不明显。

偏远地区雪冰中的化学组成在一定程度上可以反映当地的大气环境状况。为揭示青藏高原冰川表层雪中低分子有机酸的特征、探讨其可能来源及对降水酸度的贡献，进一步理解偏远地区酸沉降的形成机制，本研究基于2021年5至6月在青藏高原的五条冰川：阿尔金、扎子沟、七一、煤矿和玉珠峰采集的28个表层新雪样，分析了雪样中低分子有机酸的含量和组成特征。结果表明：研究区表层雪中的甲酸、乙酸和草酸的浓度范围分别为90.2~225.2 ng·mL^-1、54.6~277.8 ng·mL^-1和46.1~474.0 ng·mL^-1，除煤矿冰川外，雪样中有机酸总浓度相对较高。根据亨利定律和理想气体方程对有机酸的来源进行分析，表明阿尔金、扎子沟和煤矿冰川地区表层雪中的有机酸均主要来源于大气中不饱和碳氢化物的氧化反应等间接来源，而玉珠峰和七一冰川地区表层雪中的有机酸则主要来源于植物、土壤、生物质和化石燃料燃烧以及人类活动直接排放。在本研究中，甲酸、乙酸和草酸之间高度相关（相关系数介于0.73~0.97之间），表明它们可能均来自生物质燃烧。在有机酸的降水酸度贡献分析中，发现无机阴离子对降水的总自由酸度有较强的影响，是导致该地区降水酸化的主要原因。但有机酸对总自由酸度的贡献为13.4%~33.3%，说明有机酸对这些地区降水的酸化也起了一定的作用，其对降水酸度的贡献不容忽视。本研究旨在更好地了解研究区酸沉降形成机制，为青藏高原地区表层雪中有机酸的后续研究提供基础资料。

为探索不同冻融循环次数和围压作用对季节冻土区路基土在不同含水率条件下的应力-应变关系及损伤机理，以辽宁阜新市某公路区间为试验路段，采用环刀法选取试验路段路基土样，通过冻融循环及三轴压缩试验，得到在不同冻融循环次数及围压作用下路基土的应力-应变曲线变化规律；根据损伤力学及统计学原理，将Weibull分布与Lemaitre有效应力原理相结合，建立了季节冻土区路基土损伤本构模型。结果表明：冻融循环作用可导致路基土试件强度降低，且随着试件含水率的增加，应力-应变曲线呈现由应变软化逐渐表现为应变硬化特征，试件最优含水率为应变软化与应变硬化的分界点；随着围压的增大试件强度增加，在冻融循环次数较少且围压较低时，试件的应力-应变曲线出现峰值应力，曲线表现出应变软化特征，在冻融循环次数较多且围压较大时容易出现应变硬化现象；经对比分析，所建立的损伤本构模型与试验应力-应变曲线吻合度较好，且模型所需参数均可通过三轴试验获得，说明该模型能够较好地描述季节冻土区路基土的应力-应变关系，具有实用性。另由试验结果可知，为降低东北地区冻融循环作用对季节冻土区路基强度的影响，提前做好路基的防排水工作对于路基冻融病害防治是非常重要的。

冻土渗透系数是冻土水热模型的关键参数。在当前数值计算过程中，多采用的是渗透系数经验模型，而经验模型的最大缺陷是其经验参数并不适用于所有土体。鉴于渗透系数理论模型具有较强的普适性，故考虑将渗透系数理论模型用于水热耦合计算。为评价理论模型的适用性，本文选取四组饱和冻土的渗透系数模型，以三个水热耦合模型算例为基础，通过比较渗透系数及冻胀变化趋势，对四组饱和冻土渗透系数模型的有效性进行分析。结果表明，理论模型预测结果受颗粒级配曲线及冻结特征曲线影响明显。四组理论模型均可以反映冻土渗透系数变化规律，而分形模型的预测效果最佳。推荐采用未冻水含量为变量，计算冻土渗透系数。研究成果可为准确预测冻胀提供基础。

利用1979—2016年ERA-Interim的月平均再分析资料，通过统计分析、诊断研究等方法，分析了青藏高原水汽收支的气候变化特征及其成因。结果表明：青藏高原水汽四个季节均是从南、西、北边界流入高原，从东边界流出高原；青藏高原春、夏、秋季都表现为一个明显的水汽汇，夏季是高原水汽输送最活跃的季节，而冬季水汽从高原向外输出；高原东部（南部）水汽输送和收支量远大于高原西部（北部）。青藏高原年和夏季有逐渐变湿的趋势，主要是由于东边界水汽流出量的显著减少；高原东、西部的水汽净收入均呈增加趋势，高原西部的增幅明显大于高原东部；东边界水汽流出量的减少是高原东部水汽净收入增加的原因，而南边界水汽流入量的明显增加是高原西部水汽净收入增加的原因；高原北部水汽收支的年际变化比高原南部更明显，高原北部有明显增湿的趋势，而高原南部增湿趋势不明显。夏季青藏高原南边界水汽收支变化主要受青藏高原以南、以东的季风控制区偏南风水汽输送的影响，与西太副高的变化也有密切联系。西边界水汽收支的变化主要受中纬度西风带水汽输送的影响，北边界水汽收支的变化主要受到“丝绸之路”遥相关波列的影响，东边界的水汽输出偏少与高原地区东北侧至贝加尔湖附近上空的反气旋异常和华南地区上空的气旋异常有关。

位于青藏高原东南部的稻城古冰帽，在第四纪时期曾发生了多次冰期并保存了丰富的古冰川遗迹，是研究第四纪冰川地貌类型特征的理想区域。目前，已有学者对冰川地貌类型划分和冰川地貌制图做了相关研究，但是古冰川地貌在空间分布特征及其量化程度有待于进一步细化。因此，本文基于Google Earth Pro遥感影像和数字高程模型（DEM），运用目视解译和野外考察相结合的方法对典型冰川地貌进行定量分析并绘制了稻城古冰帽（约3 600 km²）的第四纪冰川地貌图。本文识别了该区冰川地貌中的冰川湖、冰川谷、羊背岩和冰碛垄等四种类型，初步统计了约1 096个冰川湖、370条冰川谷、41个羊背岩及1 268列冰碛垄；空间分布上，冰川湖和羊背岩主要分布在海子山夷平面上，冰川谷以古冰帽边缘区发育为主，冰碛垄则主要形成于海子山夷平面上和东、西两侧的山谷里。本研究可为第四纪冰期规模估算、古气候重建提供基础数据，也为当地的旅游规划和自然资源调查提供一定的参考。

北极海冰范围退缩已对区域和全球气候变化、北极通航性乃至地缘政治格局产生了深远影响，开展北极海冰预测具有重要意义。本文使用美国冰雪数据中心（NSIDC）发布的海冰密集度、海冰冰龄遥感资料以及ERA5再分析资料，结合前人研究和海气耦合模式结果选择预测参量方案，开展了月尺度的海冰冰情预测。比较了支持向量机（SVR）、深度森林（DF）、LightGBM （LGB）、XGBoost （XGB）和CatBoost （CAT）等5种机器学习算法和以树模型LGB、XGB和CAT作为基模型，以贝叶斯回归、岭回归、套索回归和深度森林作为元模型的4种堆叠式集成学习模型，以及深度神经网络（DNN）、卷积神经网络（CNN）、时空卷积网络（ConvLSTM）3种深度学习模型在2000年测试集上对海冰范围和密集度空间分布的预测效果。结果表明：在海冰密集度预测中，ConvLSTM表现最优，套索堆叠集成学习模型预测效果次之。集成学习模型相较于三种单一树模型在预测效果上有约1%~4%的提升。在海冰范围预测中，堆叠式集成学习模型的预测效果最好。本研究为开展机器学习海冰预测奠定了重要基础。

气候变化和土地利用是影响生态系统服务的两类主要因素，然而其具体影响却很难量化区分。本研究基于生态系统服务与权衡综合评估模型（Integrated Valuation of Ecosystem Service and Trade-offs，InVEST）及修正土壤风蚀方程模型（Revised Wind Erosion Equstion，RWEQ），对青藏高原1990—2020年6个时期的水土保持服务和防风固沙服务进行情景分析，量化区分土地利用和气候变化对两项服务的影响。结果表明：气候变化主导了青藏高原大部分区域的水土保持和防风固沙服务（贡献度>70%），年降水量和年均气温是引起水土保持服务变化的主要影响因素，年均风速则是影响防风固沙服务的主要因素。然而，1990—2000年西北部是土地利用类型转化明显的区域，生态保护政策成功实施导致土地利用成为水土保持和防风固沙服务增加的主导因素；2000—2010年，青藏高原东北部农田向城镇用地转变主导了防风固沙服务的增加，西北部草地向未利用土地转变主导了水土保持服务和防风固沙服务的减少；2010—2020年，在西北部草地转变为未利用土地的地区以及东南部林地转变为草地的地区，土地利用主导了水土保持和防风固沙服务的减少。本研究有助于深入理解人类活动和气候变化对生态系统服务的影响，对青藏高原的土地利用政策制定及生态修复决策具有重要意义。

本文对青藏高原内气候和地貌方面具有典型意义的雅鲁藏布江上游支流沉积物进行矿物组成分析和粒度分析，根据其组合分布特征，对比了各支流之间及各支流内的矿物差异，并对沉积环境及其主控因素进行了初步分析。结果表明，雅鲁藏布江上游河流沉积物类型主要为砂质粉砂，河流沉积物的矿物组成特征可归为三种类型：①列荣藏布-来乌藏布-柴曲型，以斜长石、钾长石、石英为主；②则拉色登曲-雄曲型，以方解石、伊利石、石英为主；③索曲型，以斜长石、石英、伊利石为主。雅鲁藏布江上游不同支流沉积物的矿物空间分布受源区基岩性质控制，但是各支流内的矿物及其组合的差异更主要反映河流水动力强度与沉积环境的差异，即重力分选作用；同时，寒冷的气候条件制约了研究区的化学风化作用。

冻融循环导致颗粒破碎和团聚的过程中，将会显著改变颗粒的尺寸和形态。为研究冻融循环对颗粒尺寸和形态的影响规律，试验选用青藏粉土为研究对象，分别进行0、1、5、10、50、100次封闭系统下的自由冻融循环试验。对冻融后的试样采用移液管法进行粒度成分测试后，采用PIP9.1型颗粒图像处理仪进行长径比、圆度等颗粒形态参数测试分析。试验结果表明：冻融作用导致颗粒的棱角边缘发生破碎，粒径小于0.001 mm的颗粒质量百分比增大。颗粒长径比主要分布在1~3之间，占比94%以上，且长径比的半对数柱状图符合正态分布。圆度分布在0.09~1之间，且100次冻融循环后颗粒的平均圆度增大。100次冻融循环后，颗粒的长径比及尺寸减小，圆度增大，颗粒形状趋近于圆形。整体发现经过冻融的过程中青藏粉土颗粒在发生团聚和分裂的过程中，伴随着强烈的磨圆作用。

近相变区冻土导热系数是影响寒区岩土工程热稳定性的关键物性参数，针对该温度区间冻土导热系数难以精确测量的问题，提出了一种稳态热流计法试验获得导热系数、量子粒子群寻优算法近似回归定性温度的近相变区冻土导热系数测试方法，采用核磁共振技术对细砂土近相变区未冻水含量进行测试并探究了其与导热系数的关系，分析了负温区细砂土导热系数的分布特征和参数影响规律，建立了不同温度区间的导热系数预测模型。结果表明：负温区细砂土未冻水含量变化曲线与其导热系数呈现出极为相似的变化规律，温度-导热系数曲线可划分为-3.2 ℃为界的近相变区和稳定相变区；冻结细砂土导热系数的增幅区间主要发生在近相变区，增长幅度约占整个负温区导热系数总增幅的50%，且随温度降低，导热系数的增幅逐渐减小；预测模型平均相对误差为4.14%，±10%误差内占比为94.7%，稳定相变区确定系数R²为0.892，近相变区确定系数R²为0.883，证明了该模型具有较好的准确性。研究成果可为寒区工程温度场的计算与分析提供基础参数，亦可为寒区重大基础设施精细化设计和冻土风险精细化防控提供数据支持。

冻土的低渗透性改变了地表水下渗，导致寒区流域产汇流过程发生改变；其季节冻融及引起的活动层深度变化，改变了土壤含水量从而调蓄流域储水量。过去数十年，气候变暖引起冻土退化重塑了寒区水文地质环境、改变了地下水热状况；而多年冻土退化的后果是其所含有的固态冰向液态地下水转化，进而改变多年冻土地下水的时空模态、生态环境和工程设施基础，影响多年冻土的碳汇功能，以及释放封存于其内的温室气体并进一步加速气候变化。尽管水化学和数值模拟技术的发展提升了人们对于冻土地下水补径排和循环机理的理解，但冻土区恶劣的环境和直接监测地下水的困难，仍然使冻土地下水研究存在巨大挑战。本文通过梳理多年冻土地下水相关文献，刻画了多年冻土地下水的时空模态，探讨了冻土与地下水的相互作用，认为在未来的研究中，水化学方法应更加侧重于冻土地下水动态，数值模拟应更加侧重于地下水热过程。另外，还整合了气候变化背景下多年冻土地下水变化的相关研究成果，描述了从补给区-排泄区、冻土融化起始-长期退化至消失过程中地下水的赋存、补径排变化以及这些变化所带来的影响。最后，尝试性探讨了冻土地下水研究未来可能的发展，以期为多年冻土地下水水文、水资源和生态环境研究提供有益参考。

冰川是冰冻圈的重要组成部分，被誉为气候变化的“指示器”和“预警器”。而冰川中流线则是反映冰川几何形态的关键参数之一，是确定冰川长度随时间变化、分析冰川运动速度场和估算冰川体积等的一个重要参量。本文基于泰森多边形法，结合冰川表面地形特征，从形态学角度提出了一种山地冰川中流线自动化快速提取的新方法。本方法根据数字高程模型数据分别以冰川矢量边界线上局部最高点和最低点为起始点和终点，并结合提取冰川中心线的方法提取冰川的中流线。将本方法应用于青藏高原1 014条山地冰川中，自动生成了相应的冰川中流线2 114条，提取成功率为100%。通过将本文所提方法与Kienholz方法所提取的冰川中流线的平均长度进行比较，发现本文方法和Kienholz方法所提取冰川中流线的平均长度比为0.98，具有很高的一致性。另外，对于不同类型冰川的中流线提取，我们引入了Zhang方法和Kienholz方法与本文方法的提取结果进行了对比，结果表明本方法提取结果覆盖更全。本文所提方法可基于冰川编目数据中的冰川矢量边界线数据和数字高程模型数据，在无人工参与的情况下，实现对冰川中流线的自动化快速提取。

冰湖溃决洪水具有范围广、持续时间长、危害大并经常伴随有泥石流发生等特点。目前针对冰湖溃决洪水动力演化特征的定量研究相对匮乏。为此，对次仁玛错冰湖溃决洪水灾害演化特征进行研究，以实地调查及多期遥感影像为基础，并采用泥沙输移模型和水动力模型耦合方法揭示冰湖溃决洪水侵蚀演化特征。模型基于精度为12.5 m的数字高程（DEM）地形数据，模拟反演1981年次仁玛错冰湖溃决洪水动力演化过程，与实测结果进行对比，验证模型的适用性和可行性，并对冰湖再次溃决进行预测分析，定量评价冰湖溃决洪水在演进过程中流深、流速、侵蚀和沉积特征。溃决洪水在演进过程中对章藏布支沟冰碛物及下游沟岸松散坡积物进行冲刷侵蚀，高含沙洪水逐渐演化为稀性泥石流，在707滑坡处流深8~10 m，最大流速13.7 m·s^-1，侵蚀深度8~9 m。稀性泥石流在主沟沉积形成堰塞坝，坝高9~11 m，短暂堵塞波曲河。稀性泥石流对樟木口岸下游滑坡群坡脚进行冲刷侧蚀，侵蚀深度约10~13 m，易引发大规模次生灾害，稀性泥石流到达水电站处，淤埋水电站进水口，导致水电站失效。整体来看，溃决洪水在演进过程中，洪水对上游沟床及沟岸进行强烈的侵蚀夹带，洪峰流量增强，在中游，稀性泥石流对沟岸进行侧蚀，在沟道狭窄处流速增大，下切侵蚀增强，在沟道宽阔处，流速降低，固体物质沉积，整体达到冲淤平衡，洪峰流量随距离逐渐衰减，至下游，沟道地形开阔，流速放缓，稀性泥石流逐渐沉积，同时对沟道两岸进行侧蚀，整体为沉积。模型可以良好地揭示冰湖溃决洪水灾害侵蚀演化动力特征。

2021年11月7—9日辽宁地区出现罕见特大暴雪过程（简称“21·11”特大暴雪），利用营口S波段双偏振雷达资料，分析不同降雪阶段的偏振参量特征差异，从中可以定性判断出过程的动力和微物理结构。强降雪时段（7日17：00—20：00，世界时）15 dBZ以上回波伸展到8 km附近，35 dBZ水平反射率因子（Z_H）强度伸展到5 km以上，而且低层3 km高度以下点缀着40 dBZ以上的强反射率因子，说明本次高架对流降雪过程对流旺盛，空气中水汽条件深厚，容易形成较大直径与较高数浓度的雪花，产生强降雪；但是，差分反射率（Z_DR）为-0.3~0.3 dB，高层和低层Z_DR值均接近于0，下落的粒子形状近似圆球状，说明空中雪的粒子主要为小球形冰晶和雪花。在最强降雪时段，7 km高度的空中差分传播相移率（K_DP）出现较大正值［≥0.3 （°）·km^-1］，说明高空冰晶和雪粒子有较高的数浓度，可以用来预测降雪强度跃增。辽宁中部的强降雪粒子雷达特征为：在>2.0 mm小时强降雪估测中，Z_H最大值和平均值分别为33~35 dBZ和21~26 dBZ，Z_DR平均值和最大值分别为-0.3~-0.2 dB和0.3~0.8 dB，回波越强，反而Z_DR越小，甚至为负值，说明强降雪过程中上升气流强，雪粒子主要以圆球状或竖椭圆状方式下落；在强降雪过程中，K_DP最大值和平均值分别在0.2~0.4 （°）·km^-1和0.1~0.2 （°）·km^-1之间，相关系数（CC）均大于0.98，说明强降雪时段雪花浓度更高，整个降雪过程雪花粒子相态的一致性较好，均以干雪为主。同时，Z_DR偏振参量可以较好地识别干雪相态特征，双偏振雷达融化层（ML）和粒子分类（HCL）产品对降水粒子的判断有较好的实用价值。

以内蒙古锡林郭勒盟207国道的浅槽风力加速堤为研究对象，对其断面构成因子、风速流场、积雪情况等进行了为期3年的定位观测。结果表明：气流流经浅槽风力加速堤断面时，在加速堤迎风坡脚、浅槽背风弧面、浅槽最深处、迎风路基坡脚和背风路基坡脚5个部位形成减速区域，导致雪粒堆积；而在加速堤迎风坡上部、顶部、浅槽迎风弧面、迎风路肩4个部位形成增速区域，引起雪粒沉积。通过对浅槽风力加速堤的五个主要参数背风弦长（L₁）、迎风弦长（L₂）、浅槽深（H）、弦深比（L/H）、背风/迎风弦长比（L₁/L₂）进行回归分析发现，路面是否积雪的最重要影响因素为浅槽风力加速堤的背风/迎风弦长比（L₁/L₂）。同时，研究发现浅槽风力加速堤的槽内是否积雪与浅槽风力加速堤的弦深比无关。路面积雪程度受断面参数的影响表现出不同，在实践中可通过计算相关参数判断浅槽风力加速堤所处路段是否发生积雪。

冰雪旅游是冰雪经济的核心引擎，是实现绿色转型升级发展的有力抓手。在探讨冰雪旅游概念的基础上，从分析中国冰雪旅游发展历史经纬的角度，诠释了中国“冰雪+”全域旅游模式的发展过程，基于全域旅游发展理念，剖析了“冰雪+”全域旅游发展模式的内生-外衍机制，通过分析“冰雪+”全域旅游发展模式的区域差异性，构建了一套“冰雪+”全域旅游发展模式体系：东北地区冰雪产业发展模式、泛京津冀地区冰雪体育赛事模式、陕甘宁新冰雪-丝绸之路文化发展模式、青藏高原自驾探险与观光模式、大香格里拉地区冰川观光度假模式、南方地区冰雪休闲体验发展模式。尽管在北京冬奥会红利与国家全域旅游政策的助推下，冰雪旅游实现了“量”的跃升与融合发展，但其因冰雪的本质属性，既易受气候变化的不利影响，又受到市场竞争与冰雪科技发展等的强烈影响。最后，建议建立多元主体参与的规划决策机制；平衡利用冰、雪资源，适度开发冰川旅游资源，挖掘冰雪文化资源，发掘冰雪科技类资源；走综合发展道路，增强冰雪旅游业抗风险的韧性。

冻土强度是冻结法施工及冻土构筑物安全评估中的关键力学参数。然而，冻土强度特性十分复杂，受到环境温度、土体类型、含水量、应变速率等诸多因素的影响，目前还缺少统一的结论。鉴于此，文章对冻土强度的相关试验成果进行了全面回顾，并总结了各因素对冻土强度的影响规律及其作用机理。文献调研结果表明，冻土强度随温度的降低而增大，在工程常见温度范围内二者近似呈线性关系。温度降低所引起的冰强度增加和未冻水含量降低是冻土强度增大的主要原因；当温度低于一定阈值后（如-80 ℃），冻土强度达到最大值并不再变化。非饱和冻土的抗压强度随含水量的增加而增大，原因在于其饱冰度会随着含水量的增加而增加，使得土颗粒与冰晶体的黏结作用增强。对于饱和冻土，含水量的增加会导致冻土密实度降低，其强度随含水量的增加而降低。冻土抗拉强度与抗压强度具有较强的相关性，其压拉比随土体类型的不同存在较大差异，在3~12之间。整体来看，影响冻土强度的因素众多，目前的研究工作多基于单一影响因素，针对多种因素耦合作用、应变速率影响和抗拉强度的研究仍较少，相关工作有待进一步深入。

近几十年来，随着全球气候变暖，冰川退缩、冻土消融、河流流量增加和湖泊扩张等成为青藏高原科学研究备受关注的热点问题。高原水系统的这些变化催生了内流湖泊漫溢并与外流水系重建水力联系的风险。为了探究青藏高原内流区湖盆与外流区水系重建水力联系的潜在风险，本文以卫星遥感数据和气象再分析数据为数据源，采用地统计分析方法，筛选出了青藏高原内流区26个与外流区具有潜在水力联系的湖泊流域盆地，并且分析了这些湖盆内的主要湖泊面积的变化以及与区域内关键气象参量（降水、气温和蒸发）之间的相关性特征。研究表明，研究遴选出的内流盆地湖泊水体整体扩张趋势显著。不同区域的湖泊水面面积变化与气温、降水等气象要素之间具有明显的差异性。其中，与气象要素变化具有强相关性（R²>0.5）的盐湖、班公错、泽错和雀莫错4个湖泊中，盐湖已于2019年与长江源支流水系重建水力联系并外溢；其他3个湖泊在无突发极端气象或地质灾变的情况下，在未来30年内无外溢的风险。本研究有助于理解在全球气候变化影响下，青藏高原河湖水系的变化过程规律及科学地预防和应对潜在的灾害风险。

基于秦岭南北72个气象站点逐日观测数据，对湿球温度动态阈值法在中国南北过渡带降雪研究的适用性进行分析。结果表明：受冬季风、山地地形和下垫面性质等因素影响，秦岭南北降雪判断准确率的时空规律存在两阶段特征。第1阶段为：11月—次年1月，区域降雪判断准确率空间呈现“南北分异”分布，关中平原和秦岭山地，是降雪判断准确率的高值区；第2阶段为：次年2—3月，降雪判断准确率空间呈现“东西分异”分布，汉江流域上游、秦岭山地西段、关中平原东部为降雪判断准确率的高值区。［-2.0 ℃， 2.0 ℃］气温区间，是秦岭南北降雪类型判断准确的关键温度区间。当区域强烈降温至0 ℃以下，湿球温度动态阈值法，可准确地识别11月—次年1月关中平原、秦岭山地和汉江流域上游的降雪相态。本研究结论启示，客观降雪相态方法验证研究可借鉴地理时空思维，关注不同时间、不同温度、不同地理单元的组合关系，重视雨雪相态判断准确率的时空差异规律。

裂隙中冰夹层的出现及生长是岩体冻胀风化的重要特征及成因，裂隙岩体是由裂隙和岩石基质构成，裂隙与可视为孔隙介质的岩石性质差异巨大，多数情况下是岩体中水分主要的储存及运移通道，对于不饱和裂隙而言，其中往往同时存在着气态迁移和液态迁移，很难直接用既有的原位冻胀和分凝冰机理解释裂隙中冰层形成及生长过程。为研究非饱和岩体裂隙中冰层出现及分布状况，作者用两块水泥试块拼接成带有单条垂直裂隙的岩体试样，并对试样进行了暖端补水条件下的单向冻结试验，试验结束后，试块中新增了3条水平裂隙和1条垂直裂隙，且裂隙中均有薄冰层出现，试样负温区有显著的结霜现象，整个过程中水分迁移总量达221 mL，且以气态形式为主。基于传热学基本原理，建立了自然对流条件下单个裂隙壁面上的结霜模型，根据试验中试样不同冷表面的特征，将结霜表面分为I~III类，分别计算了三类冷表面上霜层厚度、密度及单位质量随时间的变化，并利用试验结果对计算结果进行了验证，证明了单个壁面上结霜模型的可靠性。以结霜模型为依据，同时结合相关文献进行分析得到：影响岩体裂隙负温区壁面结霜量的直接因素有裂隙中的对流传热条件、空气相对湿度及负温区壁面面积大小，这三个因素取值越大时，则一定时间内裂隙壁面上的结霜量越多，裂隙中的成冰作用更为显著。裂隙沿程的温度梯度则是更为本质的原因，温度梯度越大时，岩体裂隙中的对流传热作用会更为强烈，负温区壁面面积越大，则一定时间内结霜量越多。

冻土本构模型对于分析寒区岩土工程的安全和稳定性至关重要。低温吸力理论可以在物理层面解释温度对冻土力学特性产生影响的机理，且基于该理论所建立的冻土本构模型能实现融土和冻土本构关系的统一，所以近年来低温吸力理论受到越来越多的关注。本文首先通过分析饱和冻土中冰-水界面的表面张力作用，在低温吸力理论的基础上提出了低温粒间吸力的概念，并基于Clapeyron方程建立了低温粒间吸力与温度的关系式以及饱和冻土的有效应力公式。其次，针对多种类型的饱和冻土开展了温控侧限压缩试验和三轴剪切试验，发现低温粒间吸力对冻土力学特性的影响可以归结为其对冻土表观超固结性的影响，即冻土的表观超固结程度随低温粒间吸力的增大而增强。根据试验规律，建立了冻土表观前期固结压力和抗剪强度计算公式。最后，将以上所建立的冻土有效应力公式、前期固结压力公式和强度公式与超固结融土的统一硬化本构理论（即UH模型理论）结合，提出了一个新的冻土热力耦合弹塑性本构模型。使用该模型模拟冻土侧限压缩试验、单轴压缩试验和三轴剪切试验，发现其能合理描述冻土在不同温度和围压下的应力-应变关系，且计算结果与试验数据符合良好。

冻融作用会对土体结构和性质造成影响，在冻融作用下，不同类型土壤的抗剪强度变化呈现出不同规律。本文选取青藏高原具有代表性的黏土，开展不同初始含水率和不同冻融循环次数下的重塑土抗剪强度变化研究，结合压电陶瓷监测试验，探究冻融循环下青藏黏土抗剪强度指标的变化模式和规律。结果表明：在反复冻融作用下，青藏黏土抗剪强度、黏聚力和内摩擦角随含水率增大呈阶梯下降；同一含水率的抗剪强度和黏聚力劣化曲线可以分为快速劣化和稳定两个阶段，内摩擦角呈先减小后增大的变化趋势；冻融循环过程中第1次循环对青藏黏土抗剪强度影响最为明显；采用压电陶瓷监测的应力波信号通过小波包分析可以得到真实信号振幅和应力波能量，二者均能反映青藏黏土抗剪强度的劣化趋势。本文提出的强度劣化指标能很好地反映青藏黏土抗剪强度的劣化程度，这在未来工程实际中有着一定的应用前景。

大量工程实践表明，在寒冷山区公路建设过程中，路基阴阳坡效应对冻土区路基的稳定性具有重要影响。以甘肃省南部山区季节冻土路基为例，基于新建宕昌—迭部二级公路试验段的现场监测资料，分析了季节冻土山区公路路基阴阳面的地温和变形差异，提出针对性的两种新型防治措施——措施A（阴坡侧路基下半幅铺设10 cm厚XPS板，阳坡侧路基下半幅铺设6 cm厚XPS板）和措施B（路基下满幅+阴坡坡面铺设6 cm厚XPS板），并通过数值模拟分析了这两种措施控制路基阴阳坡效应的效果。结果表明，在甘肃南部季节冻土山区，山体遮挡作用使公路路基阴阳坡发生转换，对路基横向地温的影响不容忽视，试验段K18+180段阴坡路肩与阳坡路肩地温最大相差6 ℃左右，公路路基横向地温存在显著的阴阳坡效应。地温的横向差异导致公路路基土体冻深和冻胀变形的横向差异，两个试验段路基中心与阳坡路肩的最大季节冻深在第一个、第二个冻结期内均相差约0.8 m和0.9 m，K18+180段阴阳坡路肩冻胀量差值的最大值为2.8 mm，出现在春融初期。路堤高度为1.0 m、2.0 m时，措施A和措施B都能显著地减小公路路基阴阳坡温度差异，并且控制效果明显优于普通措施（满幅铺设8 cm厚XPS板、满幅铺设6 cm厚XPS板）。建议季节冻土山区公路设计时应充分考虑山体遮挡这一局地因素对路基土体冻融状态的影响，并采取阴阳坡两侧差异设计的结构型式，以减少因阴阳坡现象导致的路基病害。研究结果可为季节冻土山区路基阴阳坡效应及其防治研究以及冻害研究提供参考和借鉴。

随着国民生活水平的普遍提高，冰雪产业作为新兴产业正在快速发展，并且为社会和经济发展带来众多惠益。了解冰雪产业和社会经济发展的关联性及推动作用是合理开发和管理冰雪产业的基础。本研究以新疆为案例地，基于冰雪产业中的主要组成即滑雪产业，建立了滑雪产业与主要经济产业的联系，结合地区间投入产出关系，运用投入产出分析方法评估了新疆滑雪产业的经济和社会效应。研究表明：2012年和2017年新疆滑雪产业的产能约345亿元和1 819亿元，由此可带动的其他经济产业总产量分别达到809亿元和4 151多亿元的产值；滑雪产业在2012年和2017年的影响系数为2.28和2.33，大于主要经济产业影响系数；滑雪产业带动最大的四个产业包括交通运输、仓储和邮政，石油和炼焦产品加工，批发和零售，住宿和餐饮产业，其中，批发和零售以及住宿和餐饮的相对影响明显上升，石油和炼焦产品部门的影响相对下降。另外，通过经济结构分解发现，滑雪产业的经济拉动效应进一步加强，特别是第三产业住宿与餐饮产值提高达259%。同时，滑雪产业能为当地提供更多就业机会。综上，新疆依托滑雪产业天然禀赋的优势，能给社会经济的可持续发展带来新契机，但若要最大程度发挥冰雪产业的经济杠杆作用，不仅需要合理的经济结构为基础，更需要协同发展关联紧的其他产业作为支撑。此外，为了能够给滑雪产业发展提供足够的上升空间，受滑雪产业带动作用最大的四大产业也应为促进其发展的重点施策产业，充分吸收冰雪产业发展的经济红利，以获取更多经济和社会效益。

为探究岩石在冻融循环作用下的裂隙演化特征，利用CT扫描技术，获取不同冻融次数岩石的三维图像，并通过孔隙网络模型参数进行定量表征，研究岩石随冻融循环的裂隙形貌演化过程，以及孔隙结构随冻融次数的变化。结果表明：完整岩石冻融微裂隙主要集中在岩石外围，呈环形片状；而裂隙岩石冻融产生的微裂隙主要存在于预制裂隙周围和岩桥区域，且分布范围更广。冻融循环作用后，完整与裂隙岩石的PNM中各类孔隙变化特征不一。前者孔隙数量减少，小孔占比逐渐减小，中大孔占比增大，孔隙分布位置较为均匀；后者孔隙数量增加，但中孔占比减小，大孔占比迅速增大且主要集中在岩心上下端面。在冻融过程中，岩石各类孔喉结构主要参数均呈增长趋势，裂隙岩石孔喉网络发育更剧烈，冻融结束后其最大喉道半径增长幅度约为完整岩石的2倍。在冻融前期，冻融循环作用主要促进岩石孔隙相互连通，后期主要表现为孔喉加速扩张，且裂隙岩石孔隙率增长速率均大于完整岩石。研究结果可为寒区岩体破坏机理及灾害防治提供参考。