青藏铁路是世界上海拔最高、最长的高原铁路，连接了中国西部的青海省和西藏自治区，是中国国家重点工程之一。

青藏铁路的修建不仅促进了青藏地区的经济社会发展，也展示了中国的科技实力和创新能力。然而，青藏铁路的建设和运营也面临着巨大的挑战，其中最大的难题就是冻土。

冻土是指在一定时间内，土壤或岩石中的水分被冻结的现象。冻土分为上层的活动层和下层的永冻层，活动层会随着季节变化而冻结或融化，而永冻层则长期保持冻结状态。

青藏高原是全球最大的高寒冻土区，占地面积约160万平方公里，约占全球冻土面积的14%。青藏高原的冻土层厚度平均为100米，最厚可达600米。

冻土在冻结时，体积会膨胀，导致路基隆起；在融化时，体积会缩小，导致路基下沉。这种反复的冻胀和沉降会破坏路基的稳定性，造成铁轨的变形和断裂，影响火车的行驶安全和舒适性。

冻土在融化时，水分会向上渗透，将上层的土壤带动而上，形成翻浆现象；同时，水分也会向下渗透，将下层的土壤带动而下，形成冒泥现象。这两种现象会破坏路基的结构和强度，降低路基的承载能力，增加路基的维护成本。

冻土在冻结和融化时，会产生应力和应变，导致冻土层内部和表面出现裂缝。裂缝会增加冻土的渗透性，加速冻土的融化，造成冻土的不均匀沉降。同时，裂缝也会削弱冻土的抗剪强度，导致冻土的滑动和滑坡，威胁铁路的安全。

为了解决冻土问题，中国科学家和工程师经过多年的研究和实践，创造了多种防冻技术和措施，其中最具代表性的就是在冻土层的铁轨两侧插上“铁棒”。这些铁棒的正式名称是“热循环恒温柱”，简称“热棒”，是一种利用汽液两相对流循环的原理，实现单向导热的装置。