地下冰是地壳岩土内所含冰的统称。据估计，地球上地下冰的总体积约为50×104㎞3，占地球上冰体积的 2%。主要分布在岩石圈上部10～30米以上的深度内。按成因和埋藏方式，一般将地下冰分为组织冰、埋藏冰和洞脉冰三类。
定义
地下冰是指地壳岩土内所含冰的统称。据粗略的估计，地球上的地下冰的总体积约为50×104㎞3，占地球上冰体积的2%。主要分布在岩石圈上部10～30米以上的深度内。在北半球的高纬度地带有很多地方分布在其上部0～30m的深度内．其体积含冰量达到50%~80%，地下冰是多年冻土地区极为重要的水资源，地下冰的存在对冻土工程和气候变化等产生极大的影响。
特征
多年冻土的地下冰具有细粒状、微层状、厚层状、透镜状、脉状等形式，与土体组合构成整体状、层状、网状、砾岩状、包裹状、裂隙一脉状等的冻土构造。在湖相、坡积一泥流相、泥炭及黏土、亚黏土的土层中，存在着厚度不等的层状地下冰，主要是以分凝形式形成的属高含冰量主要分布地段。在中细砂层中形成整体状构造。在砂砾石层中，主要以砾岩状、包裹状地下冰存在，含量较小。在冻结的基岩中，地下冰仅以裂隙——脉状冰的形式充填于基岩裂隙中，含冰量取决于基岩裂隙大小和充水程度。
地下冰主要的发育深度，一般在20m以内，特别富集于多年冻土0.5m~10m深度内。大、小兴安岭为0.3m~1.5m，青藏高原为0.9m~3.0m，以1m~2m居多。
冻土中地下冰含量的多少取决于不同成因类型土的粒度、矿物、化学成分，土层的埋藏条件、初始含水量及其水分补给条件，土层的冻结条件及其与地面的热交换条件等。颗粒粒径为0.074mm~0.005mm的粉土、砂土是分凝冰形成的最佳范围，粉质亚黏土、亚黏土、粉质亚砂土、黏土、亚砂土及粉砂是地下冰富集的土层，其含量也基本上依此顺序排列。
分类
地下冰的存在是冻土的基本特征，按成因和埋藏方式，一般将地下冰分为组织冰、埋藏冰和洞脉冰三类。
组织冰
土层中原有的水分冻结生成的地下冰，称为组织冰，也叫构造冰或原生冰。可分下列四种：
①胶结冰
胶结冰一般分布在土层的上部，是存在于土层颗粒间孔隙中的水直接冻结而成的细小冰晶。胶结冰的特征是水分在原地冻结，基本上没有水分迁移作用，因而土粒几乎不发生位移，仅被冰胶结在一起。在含水量较大的沙砾石土层中，胶结冰可包裹在沙砾表面，使冻土具有砾岩状构造。
②分凝冰
在土层冻结过程中，当冰、水共存时，由于冰周围温度低，饱和蒸气压小，而水周围温度相对较高，蒸气压也较大，这就必然会发生气态水分子的移动，使气态水不断地在固相冰体上凝结起来，结果冰体不断增大。这种通过气态水分子的移动不断加大冰休的作用称为聚冰作用。通过聚冰作用形成的冰叫做分凝冰，且其形成于潮湿的粘性土和粉质土中。在一定条件下，这些土冻结时会发生水分迁移现象(见
冻融时水分迁移)。迁移的水分在冻结锋面后一定距离冻结，排开土粒而聚冰，形成分凝冰。在有外部水源补给的情况下，土的冻结强度与水分迁移速度之间的平衡如能长期维持，则往往形成大块分凝冰。这种大块冰一般厚1～40米，水平延伸几十米至2000米，分布深度为3～5米至40米，有时可达200米深。分凝冰局限于某处时，往往形成冻胀丘。
分凝冰的最主要特征是在冻结过程中有水分迁移参与。在过湿的细粒土孔隙中，分凝冰往往垂直于冻结面而伸长，形成冰针。随着冰针不断向上增长，能将其上的沙子或小石托起。这种上举力可以很大，因为冰晶体增长时可以产生14kg/cm2的压力，当白天冰针融化时，被其顶托的砾石就会失去平衡而向一侧倾倒。这个过程的反复进行，砂石就逐渐被抬升和倾移。这是冻土表面物质进行自然分选和缓慢迁移的一种方式。分凝冰一般在土体中呈水平层状或透镜状，厚度不等，厚者可达20~30cm。冰体较纯，具有结晶方位定向性。其分布不如胶结冰广泛，往往见于较低洼的河漫滩、低阶地及盆地和平缓山坡的坡麓等地貌部位。
③侵入冰
侵入冰是地下承压水沿冻土层中的融化通道或沿冻土层与融化层的交界面贯入，再冻结形成的冰。与分凝冰不同的是形成侵入冰的水为重力水。侵入冰在接近地表处形成时，便产生冻胀丘。
④脉冰
脉冰是指岩石裂隙中的水冻结后形成的冰。它与多边形脉冰不同：脉冰是由未冻的岩石裂隙中的水冻结而成，为原生的；多边形脉冰是冻土遇冷收缩产生的裂隙充水后再冻结形成，为后生的。
地下冰中分布最广的是胶结冰和分凝冰，其次为多边形脉冰、脉冰和
侵入冰，埋藏冰较少。
埋藏冰
被堆积物掩埋的冰体，称为埋藏冰。埋藏冰主要是冰川融化以后残留下来的冰被冰碛物覆盖形成的，分布在冰川前缘地区。覆盖在堆积物下的冰锥、河冰、湖冰等也属于埋藏冰，但分布面积有限。埋藏冰融化以后形成低洼的热融塌陷地形。
从形态上看，厚层地下冰主要有互层状地下冰与透镜状地下冰两种类型。互层状地下冰与沉积层呈互层关系，最厚单层地下冰可达5m。透镜状地下冰夹于沉积层内，最厚可达10余米。
洞脉冰
洞脉冰由地表水充填于
冻土中的洞穴和裂隙后冻结形成，叫做洞脉冰或次生冰。洞脉冰分为脉冰和洞穴冰两种。
①脉冰
脉冰是由地表水注人土体或岩石垂直裂隙中冻结而成。脉冰对围岩起着极大的破坏作用，使裂隙更加扩大。这种作用称为冰劈作用。
冻土在季节性冻融变化过程中，地表水向裂隙的注人过程表现为周期性，因此，脉冰也可经多次重复冻结而成，这样的脉冰称为复脉冰。复脉冰具有垂直
条带状构造，一层条带代表一个年层（冰年层），冰年层由里向外，形成年代由新变老。具有垂直冰年层的复脉冰，称为冰楔。由于冰楔在生长过程中裂隙中的水反复冻结，发生体积膨胀，对周围土体不断发生挤压，结果使围岩（土）层理发生弯曲。冰楔主要形成在具有裂隙和可塑性较大的土体或岩体内。
冰楔可分为后生冰楔和同生冰楔两类，前者指冰楔形成于为寒冻裂隙所分裂的沉积层之后，后者指与沉积层同时生成。后生冰楔规模较小，平均宽度约数十厘米，深度常不足1m，同生冰模因冰聚合体规模较大，故冰楔宽可达5m-8m，最大深度达40m以上，主要分布在高纬度极地平原地区。
与冰楔形态相似，但裂隙中充填的不是脉冰，而是松散土类物质的叫土楔或沙楔。土楔可能是从冰楔演变而来，当裂隙内的脉冰完全融化后，沙土代替冰体充填于楔内，于是形成土楔，所以可把土楔视作古冰楔。土楔也可能与冰楔无关，即一开始楔内就没有脉冰
②洞穴冰
在多年冻土分布区，存在着一些地下洞穴，充填在这些洞穴中的冰叫做洞穴冰。
危害
地下冰往往引起冻土产生各种不良物理地质现象，严重危胁着人们的生活稳定与人身安全以及建筑物的安全与稳定。而其主要的不良物理地质现象有热融沉陷和热融湖塘、热融滑塌及融冻泥流这三类。地下冰产生的主要危害也基本来源于这三类物理地质现象。详细介绍如下：
热融沉陷和热融湖塘
当厚层地下冰消融时，地表发生沉陷，形成垂直下陷的凹地的过程称为热融沉陷。当这些热融沉陷凹地被地表水或地下水注满时就形成了热融湖塘。而这两种不良的物理地质现象，严重地危胁着冻土区建筑物的安全与稳定及人们的生命安全。
热融滑塌
在有厚层地下冰分布的斜坡上，当坡脚处的地下冰在夏季暴露时而发生融化时，其上覆融土及植被失去支撑而塌落，掩盖了坡脚及其两侧暴露的冰层，同时却暴露了上方的地下冰层，使它发生融化，产生新的塌落，如此反复滑塌，一直向斜坡下方发展，形成融冻滑塌。融冻滑塌体形成的稀泥物质常顺坡向下流动掩埋道路、堵塞桥涵，使路基湿软，危害其下方和坡上方建筑的稳定和安全。
融冻泥流
缓坡上的细粒土由于冻融作用而结构被破坏，又因下伏冻土层阻隔，土中水分不能下渗．从而使土饱和甚至成为泥浆，沿层面顺坡向下蠕动，这种现象称为融冻泥流。它有表层泥流和深层泥流两种。表层泥流分布广、规模小、流动快；深层泥流以地下冰或多年冻土层为滑动面，长达几百米，宽几十米，移动速度缓慢。融冻泥流极大地威胁着其下方的工程设施及建筑物安全。
应用及其影响
1、冰是地球上一种质量最轻、融点最低、最后分异而成的表生矿物。地面以下的冰体，不论其成因、形状、分布，均称为地下冰。 地下冰的存在和相变，影响着地层的生物化学作用和冻土的物理力学性质。地下冰往往引起冻土产生各种不良物理地质现象，严重危胁着冻土区建筑物的安全与稳定。特别是多年冻土上限附近的厚冰层危害最大。
2、基于青藏高原多年冻土区三个钻孔的
地球物理测井数据和钻孔编录资料，相关研究人员对多年冻土厚度和多年冻土层内地下冰与地球物理测井数据之间的关系进行了相关的分析研究，研究表明，当地层为土壤类型时，可以使用井径和侧向测井曲线来判断多年冻土层厚度;而当地层为致密的基岩时，不能使用上述两种测井曲线来判断多年冻土层厚度.此外，还可以使用长源距伽马-伽马曲线和侧向测井曲线来识别多年冻土层内部分地下冰层的位置，其前提条件是地下冰层具有一定的厚度，或即使厚度较薄，但连续出现.这一研究结果对于利用地球物理测井曲线来调查多年冻土情况具有一定的应用价值.。
3、在未来几十年内多年冻土的分布范围将不会发生显著变化，多年冻土的主要退化形式为地下冰的消融、低温冻土向高温冻土转化；但本世纪末多年冻土将发生大范围的退化，这一过程将引起热融滑塌、热融沉陷等冻土热融灾害。相关研究人员可将Nelson热融灾害风险性评价模式进行系列修正，对研究区灾害风险性进行具体的评估区划。