冻土的未冻水、温度、强度得到许多学者的研究。这些研究得到许多经验公式和试验方法，然而它们缺乏理论基础和普适性(比如温度与强度的幂指数关系缺乏理论依据，CT和电镜扫描缺乏普适性)。因此，研究未冻水、温度、强度之间的关系需要寻找一个普适的方法和有数理基础的关系式。　　 为了满足普适性，作者选用高温高含冰量冻土作为研究对象。由于冰在冻土中成像不同于未冻水和土颗粒，作者利用此特性并引入计算机图像学原理来计算冻土中冰含量的空间分布，从而求得冻土中未冻水的空间分布。然后利用集束维证明冻土中未冻水的空间分布具有分形特征。　　 高温高含冰量冻土的分维数为2.2-2.8，冻土分维数和温度之间的关系是幂指数关系。如果不考虑内摩擦角随温度变化，那么冻土强度与温度之间的关系也是幂指数关系。而冻土中未冻水的分维数与冻土强度之间的关系是线性关系。　　 冻土中未冻水含量的变化主要是由温度变化引起的。温度变化直接导致冻土有效受力面积的变化，间接导致冻土粘聚力的变化，也因此改变了冻土的受力变形特征。有效面积和粘聚力是冻土强度的两个重要因素，究竟是哪一个占主导地位？本文的研究结果表明，在负温域上存在一个临界温度，该温度受控于冻土物理性质，如密度、总含水量等；当温度高于此临界温度时，有效面积变化是影响冻土强度的主导因素，而当温度低于此值时，粘聚力变化对冻土强度的影响占主导地位。对于高温高含冰量冻土，特别是含水量高于120％的冻土，有效面积对强度的影响占绝对的优势，以致于可以忽略粘聚力变化对冻土强度的影响：在此条件下，冻土强度随温度变化的幂指数等于安德森-泰斯公式的幂指数的相反数。从热力学出发，作者初步探讨冻土变形与温度、应力、时间关系的基本方程，并对其简化形式进行计算，计算结果与现场变形数据基本一致。