许影 黄伟 邱小文

摘 要 对矿区典型土层冻土力学性能进行试验研究，通过对数据的分析。得到不同土性单轴抗压强度差别很大。同一温度下的单轴抗压强度中细砂的甚至能达到黏土的2倍以上等结果。

关键词 冻结法；深土冻土；力学性质

1 概述

冻结法是利用人工制冷技术，使地层中的水结冰，把天然巖土变成冻土，增加其强度、隔绝地下水，以便在冻结壁的保护下进行施工的特殊施工技术。皖北矿区是我国南方最大的煤炭生产基地，冻结法凿井的应用的十分广泛。冻结法凿井的关键是形成可靠的冻结壁，冻结壁设计的关键参数是冻土的单轴抗压强度等力学性质，因而开展冻土的力学性能研究是十分必要的[1]。

2 试验方案

皖北矿区某矿，设计生产能力为年产量400万吨，采用冻结法施工。根据井筒检查孔，钻探土层情况选取3组典型土层进行试验研究。

3 力学性能试验

本次试验进行3个温度水平（-5℃，-10℃，-15℃），每个水平选取3-5个试样试验。包括：冻土单轴抗压强度和冻土弹性模量试验。按照中华人民共和国煤炭部行业标准《人工冻土物理力学性能试验》（MT/T593.4—1996）规程进行[2]。

3.1 单轴抗压强度试验

冻土单轴抗压强度是设计部门进行冻结壁设计的主要参数。试验结果见表2。

由试验结果可见：

a.总体上随着温度的降低，冻土单轴抗压强度增大。温度每下降一度，冻土单轴抗压强度平均约增大0.4MPa～0.6MPa。

b.同一土性，冻结温度越低，单轴抗压强度越大。这种影响中细砂>砂质黏土>黏土。