人工冻结法用于地下工程建设时，过量的冻胀变形及冻胀力将抬升地层并导致构筑物的破坏及失效，提出冻胀控制方法及揭示冰透镜体生长抑制机理是推进人工冻结技术发展的重要途径.从冰透镜体生长速率和冰饱和度与渗透率的特定数学模型出发，得到了冻结缘厚度演化对冰透镜体生长速率的影响.研究指出，冰透镜体的生长对冻结缘结构具有强烈的依赖性，冻结锋面向冷端移动诱导的冻结缘结构退化将直接抑制冰透镜体的生长.通过研究冻结缘厚度对冰透镜体生长的影响机制，提出了基于冻结锋面移动控制的人工地层冻结技术思路，发展了相应的冻结控制系统及试验平台，该技术思路可有效激活冰透镜体的间歇性生长过程并实现对冻胀的控制.研究指出，减小设计冻结深度及提高冷端冻结温度均能有效抑制冻结土体中冰透镜体的生长及减缓冻胀.

冻胀融沉是多年冻土区的主要病害，其受水分场、温度场、应力场的复杂耦合作用影响。基于水膜理论提出了冻土未冻水膜压力作为冰透镜体生成的判据，并重新对水分迁移驱动作用进行描述，建立了以温度、土体孔隙比为变量的全耦合模型。通过考虑已冻区冰基质的影响，推导了涵盖原位冻胀与冰分凝两部分的冻胀量计算公式。基于Matlab和COMSOL Multiphysics的联立平台，提出了模型冰透镜体实时分布的数值求解方法，实现了冻土温度、水分、应力、冰透镜体分布的全耦合数值求解。通过与室内土柱冻结试验及现有水热力模型（Thermal-Hydraulic-Mechanical，又称THM模型）冻胀量结果进行对比分析，证明了温度、含水率与冻胀计算上的可靠稳定。最后通过探讨温度梯度、上覆压力、渗透系数与压缩模量对土柱冻结的影响发现，温度梯度能显著增加土体冻胀量，上覆压力会导致更多水分向冻结锋面迁移，但对冻胀量起着抑制作用，渗透系数与压缩模量均对冻胀量产生正影响。为冻胀理论研究与数值实现提供了新思路。

冻结缘是正冻土中从未冻区向冻结区过渡、并且非常薄的冰水共存带.由于冻结缘在正冻土中位置的特殊性和其对冻胀的重要性,从其概念的提出并在试验中得到证实后,基于冻结缘的第二冻胀理论得到了快速发展.通过分析近些年冻结缘的研究现状及冻结缘内冰-水压力关系基本可以发现,由于受到现有观测和测试技术的限制,描述冻结缘的很多参数大多来自于经验.土体在冻结过程中,在温度梯度小的情况下,可以形成不连续的多层分凝冰.只有了解冻结缘的特性才能更深刻了解分凝冻胀.但关于分凝冰的形成判据却有很多种,主要分为两类:一类是以热物理方面作为判据;另一类是以力学方面作为判据.通过对分凝冰形成的各种判据的综合分析和比较,发现用冰压力和未冻水膜压力判断分凝冰形成是比较合理的,而用孔隙压力则因为水压力概念的不清而显得模糊.这些分析将为冻土冻胀理论的研究提供科学参考.