一、冻土
冻土是指零摄氏度以下，并含有冰的各种岩石和土壤。
一般可分为短时冻土、季节冻土以及多年冻土（又称永久冻土，指的是持续二年或二年以上的冻结不融的土层）。
如果土层每年散热比吸热多，冻结深度大于融化深度，多年冻土逐渐变厚，称为发展的多年冻土，处于相对稳定状态。
如果土层每年吸热比散热多，地温逐年升高，多年冻土层逐渐融化变薄以至消失，处于不稳定状态，称为退化的多年冻土。
永冻层的深度自上部冬冻夏融，称之“活动层”。
在冻土区修筑工程构筑物就必须面临两大危险：冻胀和融沉。
随着气候变暖，冻土在不断退化。
由于冻土区气候严寒，植被是以苔藓、地衣为主组成的苔原植被，草本植物和灌木很少。
二、冻融风化作用
①在冻土地区的岩层或土层中，存在着大小不等的裂隙和孔隙，它们常被水分充填；
②随着冬季和夜晚气温的下降，水分逐渐冻结、膨胀，对围岩起着很大的破坏，使裂隙不断扩大；
③夏季或白昼因温度上升，冰体融化，地表水可再度乘隙注入。这种温度周期性变化而引起的冻结与融化过程交替出现，造成地面土（岩）层破碎松解，这种作用称为冻融风化。
冻融风化不仅造成地面物质的松动崩解，形成了冻土地区大量的碎屑物质，而且在沉积物或岩体中还能产生冰楔、土楔等冰缘现象。由于地表水周期性地注入到裂隙中再冻结，使裂隙不断扩大并为冰体填充，形成了上宽下窄的楔形脉冰，称为冰楔。
当冰楔内的脉冰融化后，裂隙周围的沙土充填于楔内，形成沙楔。沙楔也可能是地面冻裂以后，没有形成脉冰，砂土就直接填充在裂隙中。
三、冻土地貌
又称冰缘地貌。由多年冻土层中的冻融作用而形成的各种形态的总称。如石海、构造土、冰丘、冰椎、融冻泥流阶地等。
石海：寒冻风化作用产生的大量大小不等的棱角状岩块及岩屑，在地形平缓条件下，大多在原地残留下来，形成碎石覆盖地面，这就是石海。石海是我国青藏高原、高原西部高山及大兴安岭北部冻土区均有分布。发育石海不仅要岩石坚脆、节理发育，如花岗岩、石英岩、玄武岩、石灰岩、硬砂岩、板岩等，而且还要有一定的水热条件，既要有一定的水分，同时温度为0℃上下持续波动的时间要长。显然，年平均气温为0℃的等温线附近具备上述温度条件。
石河：由寒冻风化产生的岩块、岩屑，在重力作用下汇集到斜坡沟槽内，碎石沿沟槽徐徐向下移动，故取名石河。
石环：平缓而又粗细混杂的地表层，经冻融分选作用，使泥土岩屑集中在中间，岩块被排挤到周边，呈多边形或近圆，形成所谓的石环。形成石环地段地松散层一定是岩块和泥土粗细混杂；要有充足的水分条件，含水量一般要在30%以上；气温在0℃上下波动的持续时间要比较长。石环常见于河漫滩、洪积扇前缘及山前缓坡地带，因为这些地貌部位常常具备石环形成的条件。
（石环）
冰丘（也称冻胀丘）：冬天季节融化层，由上而下和由下而上冻结，因过水断面缩小，冻结层上水处于承压状态；同时，冻结过程中水向冻结面迁移而产生聚冰层。随冻结面向下发展，当冻结层上水的压力和冰层膨胀力大于上覆土层强度时，地表就发生隆起，便形成了冰丘。
（冻胀丘）
热融湖：由于天然或人为的因素改变了地表状况，引起季节融化深度加深，导致层状地下冰或高含冰冻土融化，而使地面下陷或改变地表形态的过程被称热融作用。热融可以形成热融滑塌、热融洼地、热融湖、热融沟等。
热融地貌类型多出现在地下冰发育或含冰量较高的平缓坡地、山间谷地、高平原地带。
（热融湖）
四、例题分析
根据以下材料回答问题。
青藏高原气候高寒，气温一般低于地温，是我国主要的冻土分布区，冻土土层可分为活动层和多年冻土层两部分．其中,活动层靠近地表，随着外界气温变化或冻或融；多年冻土则常年处于冰冻状态。青藏铁路格（尔木）拉（萨）段成功穿越了约550千米的连续多年冻土区，是全球目前穿越高原、高寒及多年冻土地区的最长铁路。活动层反复冻融及冬季不完全冻结，使冻土的体积发生膨胀和收缩，会危及铁路路基，为此青藏铁路的建设者们创造性地提出了低架旱桥、热棒技术、抛石路基等措施。其中抛石路基即用碎块石填筑路基，利用其通风透气性，隔阻热空气下移，同时吸入冷量，起到保护冻土的作用。左图是青藏铁路分布图，右上图是抛石路基结构示意图，右下图为片石护坡景观图。
（1）运用大气受热过程，分析青藏高原地区气温低于地温的原因。
（2）冻土活动层冬夏季的反复冻融，会对列车运行的安全产生怎样的不利影响，请简述其过程。
（3）根据抛石路基的设计原理，判断其散热效果最显著的季节，并分析其原因。
（4）专家建议，部分东西走向的路段的路基两侧增加片石护坡，且南侧厚度要大于北侧，试分析其可能原因。
参考答案
（1）青藏高原海拔高，空气稀薄，晴天较多;白天被削弱的太阳辐射较少，到达地面的较多，地面吸收后增温；但空气稀薄云量较少，对地面的长波辐射吸收较少，加之高原地区多大风天气，大部分热量散失掉，气温较低。
（2）冬季的时候，冻土在冻结状态下，体积会发生膨胀，建在上面的路基和钢轨就会被顶起；到了夏季，冻土消融，体积收缩，路基和钢轨随之降下去;反复出现就会造成路基严重变形，铁轨出现严重弯曲、高低不平，影响列车行车安全。
（3）冬季冬季气温较低，冻土易冻结，抛石路基利用其通风透气性，起到类似于通风管储冷的作用，加快路基的散热，减小因路基升温对冻土冻结产生的影响。
（4）南侧为阳坡，增温较北侧快，增加片石护坡厚度可减缓外部温度的变化对冻土的影响，从而达到与北侧相近的温度，保持路基两侧降温的一致性。
