深厚表土层井筒施工中较多采用冻结法来实施，其中无侧限抗压强度是冻结设计的重要的力学参数。由于室内实验的局限性及影响因素的复杂性，强度经验公式的适用性差。提出了采用高度集成的XGBoost算法来预测不同粒径分布冻土强度的方法，与其他经验公式方法相比，准确度较高。进一步的通过皮尔逊相关系数分析，分别研究温度、应变速率与冻土无侧限抗压强度的非线性相关性。结果表明，温度和无侧限抗压强度呈强负相关性；强度前期增速较大，中期增速平缓，后期增速较大。应变速率和无侧限抗压强度呈正相关性，强度对不同大小的应变速率敏感程度不同。应变速率较小时，强度略有增加；应变速率增大时，强度增幅增大。不同土体变化趋势相似，但粒径分布不同造成最终强度有差异。该研究可为冻结法施工中，土体的强度预测提供科学依据。

人工冻土强度特性具有区域性,以宁波轨道交通2号线3种海相典型土质(淤泥质黏土、粉质黏土和粉土)开展冻土单轴抗压和三轴剪切试验研究。结果表明:3种土质在不同温度下试样均为腰鼓形塑性破坏,应力-应变曲线基本呈应变硬化型,但随温度降低有向应变软化转变的趋势;单轴抗压强度和弹性模量均随温度降低而近似线性增大;重塑粉质黏土抗压强度和弹性模量均与应变速率呈幂函数关系增长;各土质最大轴向偏应力随围压的增大而增大,且具有线性关系,-10℃抗剪强度指标(c、φ)均得到大幅提高,黏聚力提高1.23～1.76MPa;宁波地区典型粉质黏土与其他地区类似地层相比,单轴抗压和抗剪强度均较低,而弹性模量偏中等,与上海地区同类土质接近。

基于低温动三轴试验,研究中国青藏铁路北麓河路基冻结粉质黏土在轴向分级循环荷载作用下的变形特征。在不同负温、频率、围压、含水率条件下,考察冻土试件轴向残余应变时程曲线,获得轴向动应变速率受动应力幅值影响大,并随应力比增大而增大,随负温降低、频率升高、含水率增大而减小,随围压增加而线性增大的结论;据此,提出采用幂函数拟合应力比、负温、含水率、频率与轴向动应变速率之间关系,并合理解释冻土特有的振融沉陷的成因机理。有利于合理预测青藏铁路等实际工程在交通荷载作用下由冻土动力残余变形而产生的沉降量,并对于进一步研究冻土路基列车行驶振陷问题具有重要意义,且为建立冻土疲劳模型积累基础试验成果。

通过对不同围压、频率、温度和含水量冻土体的测试结果分析得出,动荷载下冻土体的弹性模量受温度影响最大,随温度升高而降低,随围压波动起伏,随振动频率增大而增大。冻土体的动阻尼比随频率的增加或温度的降低而减小。应变速率在土体变形初始比较大,而后逐渐趋于稳定。