目的：揭示冻土形成与发展的过程可以为复杂地质条件下的冻结法施工提供科学依据，因此需研究冻结过程中冻土温度场的变化规律。方法：以福州地铁某江底联络通道冻结工程为例，开展土体热物理参数试验及冻结温度场试验。通过试验获得土体的导热系数、比热容、冻结温度等重要热物理参数值，以及冻结温度分别为-5℃、-10℃、-15℃和-20℃时，冻土温度场的变化规律。利用ANSYS有限元计算软件开展了冻土温度场数值计算分析，获得了不同冻结时间下，冻结温度场计算分布图、沿路径A—B的温度分布情况、有效厚度范围内冻土的平均温度等计算结果，并与工程实际测量值进行了对比分析。结果及结论：冻结温度越低，土体温度的变化速率越快；当冻结温度为-5℃、-10℃、-15℃及-20℃时，距离冷源最远处的测温孔测量得到的冻结温度稳定值分别为0.75℃、-3.00℃、-4.00℃及-7.50℃,稳定温度与相应冻结温度之间的差值分别为5.75℃、7.00℃、9.00℃以及12.50℃;该冻结工程冻土交圈时间为30 d,积极冻结时间为45 d,冻土平均温度达到了-14.80℃;计算结果与实测数据基本吻合，误差在工程允许范围之内，验证了所...

对人工冻结工程灾害过程中发生的人工冻土水热侵蚀问题进行了概念上的定义，并指出该问题的实质是双移动边界位置的确定。采用自行研制的冻土侵蚀室内模拟试验装置对该问题进行研究，介绍了试验装置及测点布置情况，给出双移动位置的定量判定标准。选择影响水热侵蚀的水流速率、冻土初始温度、土体含水率3个主要因素作为试验变量，采用控制变量法进行试验分组，得到不同情况下双边界随时间的移动变化情况。试验研究发现：双边界移动速率随流速呈现两阶段变化规律，即先快速增加后平稳趋势，表明冻土的存在使侵蚀速率大大减缓；冻土初始温度对于边界移动的影响并不明显，3种情况下侵蚀边界移动情况基本一致；土体饱和与否对水热侵蚀边界移动有很大影响，土体未饱和时对应的潜蚀速率明显大于饱和时的潜蚀速率。

冻土相关的物理力学参数是采用冻结法设计和施工的重要依据。为填补福州地区该类参数的空白,研究通过对福州地铁8种典型地层进行冻土物理力学试验,获得了这些地层的冻土物理力学参数。此外,通过对比发现冻土的物理力学参数与常规土工试验成果之间存在着对应关系,如第四系土层的比热、冻胀率、冻胀力等参数与含水量呈正比关系型,而与渗透系数、压缩模量之间呈反比关系。第四系土层的导热系数、冻结温度、冻土抗剪强度指标等参数与土的含水量呈反比关系型,而与渗透系数、压缩模量之间呈正比关系。处于原位风化的砂土状强风化花岗岩地层的导热系数、抗折强度明显优于第四系风化地层,而冻结温度、抗剪强度指标则无明显差异性特征。

在人工冻结工程的实践和模拟试验的基础上，提出不同于常规“冻土力学”（暂称“浅土冻土力学”）的“深土冻土力学”概念．分析浅土冻土力学与深土冻土力学的区别，提出深土冻土力学的内容、框架及研究方法，展望２１世纪地下人工冻结工程的前景和深土冻土力学的未来．