При періодичних змінах температури повітря змінюються температура і поверхневих шарів ґрунту. Це призводить до періодичних змін вологості, структури, міцності ґрунтів, їх деформації при промерзанні.
Процес промерзання є просторовим. Однак є достатньою для практичних цілей точністю глибину промерзання можна визначити за методом одномірного теплового потоку (рис 6.55). В ньому прийнять такі допущення:
- середовище однорідне;
- задача стаціонарна, тобто параметри середовища в процесі промерзання не змінюється;
- тепловий потік спрямований тільки по вісі 
, тобто дія низьких температур іде тільки зверху.
Температура ґрунту Т на поверхні і на глибині z визначається за рівнянням:
(6.69)
Де 
- річна температура, амплітуда, 
-час, що дорівнює одному року, с
-час, с
- середня температура,
- температура ґрунту, 
- теплопровідність ґрунту, (
)
- питома теплоємність ґрунту, (
)
- щільність ґрунту, 
Формулу (6.69) можна використати для визначення невідомої глибини промерзання – будь-якого ґрунту, якщо відома глибина промерзання – іншого ґрунту. З нього слідує, що
Для ряду ґрунту
де 
- відома глибина промерзання еталонного (еквівалентного) ґрунту.
Тоді для будь-якого ґрунту невідома глибина промерзання
де 
- коефіцієнт еквівалентності.
