冻土是个天然的大冰箱。在世界各地的多年冻土中,考古工作者曾经挖掘出不少毛象、披毛犀等早已绝种的动物尸体,也有死去数千年的古代人类的遗体和器物这些遗体具有较高的科学价值,告诉人们地球和人类过去的历史。有一些国家的牙雕艺人,以冻土地带采掘出来的毛象象牙为雕刻原料。
冻土并不是铁板一块,冻土区中往往有融区,有的地方冻土甚至被融区包围,象大海中的弧岛,这类冻土刚做岛状冻土。我国东北冻土多数属于这类。冻土就是连续分布,在阴坡与阳坡,大河两岸,低地高丘,粘土与砾石等不同地方,它的融冻层深度、变形大小等也是不一样的。
在冻土地面兴建工程,建筑物阻挠大气与冻土的热交换,使天然的热平衡遭到破坏。建筑物中居住的人燃烧火炉的热,会传到冻土中,使建筑物下方,形成弓形的解冻层,建筑物由此而发生不均匀的沉陷,以至塌毁。
因此,在冻土地区,兴建工程时应尽量采取隔热材料来保护天然的冻土温度场,一般常用的措施。
地下冰
冻土的一个重要组成部分就是冰。由于各种各样的原因,冻土里出现各种各样的冰。
质地很细的土类 (如粘土、粘质土) ,孔隙度高,土粒的总表面积大,毛细管作用强,使土体有很高的持水能力,并能使水分在土中作缓慢的长距离的迁移。这样,一旦土体中有冰体产生,这个冰体就会成为四面八方水分向之集中的冻结中心, 从而形成各种分凝冰。
分凝冰的产生,使细粒土的冻胀和融陷都很剧烈,体积变化可高达200%,因而细粒土是冻土区比较难对付的一类土。孔隙大而含水甚少的粗砂卵石冻结时,难于形成分凝冰,体积变化不过百分之几,因而危害甚小。分凝冰是冬天冻结界面向土内延伸吸引周围水分间之集中冻结的结果,主要表现为脉冰、冰透镜体和厚度不等的冰层。当冻结界面长期在细粒土中停留时,能形成巨厚的冰层。青藏高原有些地点在地面下常见有厚2~3米的分凝冰,当它暴露地面而融化时,就威胁着边坡、路基和房屋基础的安全。
冻土中另一种危害较大的冰是侵人冰,这是地下水注人正在冻结的土体底部而形成的。侵人冰主要表现为冻胀丘,它的生长和消亡造成地面严重变形,危害不浅。
冻土中分布最广的是胶结冰,它以分散的冰晶形式与土粒混合在一起。水多时则成块伏结构,水少时则成分散的团粒结构。季节冻土中主要是这种胶结冰。
此外,冻土中还有埋藏冰,洞穴冰等等,组成了一个品种繁多的地下冰库。
冰锥 除地下冰外,冻土地区还有许多地面冰,冰锥就是其中的一种。
冰锥是冻土区广为发育的一种地面冰体。按照它的补给形式,可以分为河水冰锥、泉水冰锥和地下水冰锥。我国北方冬季小河有不少能一冻到底,上游的流水从上面或侧面不断的补给它,使它迅速增大,形成河水冰链。河水冰锥是不少河流春汛的主要来源之一,具有一定的利用价值。冻土区这类冰锥规模很大,河流封冻漫溢常在河滩上形成连续数公里的大冰链。
冬季,泉水冰链在北方也到处可见。登山一望,四处泉水一览无余,一条条或一簇簇的白色冰体,嵌挂在沟壑间。泉水冰锥也叫做涎流冰。地下水冰锥常在融冻层的挤压下喷出,很象喷泉,所以又叫喷水冰锥。大兴安岭林区一些冬季取暖的房屋,常从地下喷出水来,也是由融冻层中的水在受压后,以屋底地面为较薄弱的地点喷发出来的。
铁路公路线穿越冻土地区,遇到冰锥也是比较麻烦的,必须采取相应的工程措施,以防治冰锥危害交通。