تم تطبيق تكنولوجيا الأنابيب الحرارية للتربة الصقيعية على نطاق واسع في مشاريع الهندسة في المناطق الباردة حول العالم منذ منتصف القرن العشرين، حيث تعمل كحل فعال لمشاكل مثل تسوية الذوبان وعدم استقرار الأساس في التربة المتجمدة الدائمة. التطبيق الأقدم والأكثر تمثيلاً هو خط أنابيب ترانس ألاسكا، الذي يمتد على مسافة تزيد عن 1200 كيلومتر. على طول هذا الطريق، تم تركيب ما يقرب من 112000 أنبوب حراري من الفولاذ الكربوني والأمونيا لمنع الحرارة من خط الأنابيب من الانتقال إلى الأرض، وبالتالي تجنب ذوبان التربة الصقيعية وهبوط الأساس. أظهرت الاختبارات التشغيلية أن هذه الأنابيب الحرارية يمكنها خفض درجة حرارة جدران الأكوام والتربة الصقيعية بسرعة على أعماق تصل إلى ستة أمتار، والحفاظ عليها أقل من 0 درجة مئوية حتى خلال فصل الصيف، مما يضمن استقرار خط الأنابيب على المدى الطويل.

مبدأ العمل هو كما يلي: خلال المواسم الباردة، تنتقل الحرارة من التربة عبر الأنبوب الحراري إلى الهواء، مما يؤدي إلى تبريد التربة وتجميدها لتعزيز استقرار الأساس. في المواسم الدافئة، يتوقف الأنبوب الحراري عن العمل تلقائيًا، مما يمنع الحرارة من التدفق مرة أخرى والحفاظ على تأثير "التخزين البارد". عادةً، تستخدم هذه الأنابيب الحرارية تكوينًا من الفولاذ الكربوني/الأمونيا، حيث تظهر الأمونيا خصائص حرارية فيزيائية مواتية في درجات الحرارة المنخفضة ومتوافقة كيميائيًا مع الفولاذ الكربوني. يتميز التصميم الشائع بقطر 89 ملم، وسمك جدار 6 ملم، وطول إجمالي 7 أمتار، وعمق دفن 5 أمتار، مع أقسام مكثف مزودة بزعانف لتعزيز تبديد الحرارة. تشمل خطوات التصنيع الرئيسية ضمان نقاء الأمونيا، والحماية من التآكل، وإعداد الفراغ، واختبار الأداء الحراري. بالإضافة إلى السكك الحديدية، تنطبق هذه التكنولوجيا أيضًا على الطرق السريعة والجسور وأبراج الإرسال في مناطق التربة الصقيعية. تشمل طرق البحث مراقبة درجة الحرارة الميدانية والمحاكاة العددية، باستخدام نماذج حرارية غير مستقرة للتنبؤ بتغيرات مجال درجة حرارة التربة، وتحسين تصميم الأنابيب الحرارية، وتحسين الاستقرار والسلامة على المدى الطويل للبنية التحتية في مناطق التربة الصقيعية.