吴 镇， 王 磊， 贾 锋， 何亚梦， 吴 泽

(1.中铁工程设计咨询集团有限公司济南设计院，山东 济南 250022；2.石家庄铁道大学土木工程学院，河北 石家庄 050043)

人工冻结法将天然地层变成冻土层，可起到临时加固土体、抵抗土层压力、隔绝地下水的作用[1,2]，故在国内外采矿工程、基坑支护、市政工程施工等领域得到广泛应用[3-5]。目前，人工地层冻结技术在渗透系数及渗流速度较小的黏土、粉土地层中应用广泛[6,7]，但其在渗透系数及渗流速度较大的卵石地层中的施工技术及效果仍待进一步研究。

土体冻结后其强度获得提升，人工冻结技术正是充分利用这一特点，来保证各项工程的施工效果。目前国内外学者已对人工冻土的强度特性进行了大量的研究[1,2]，并取得了一定的成果。冻土强度特性提高为工程施工提供了可能性，但伴随土体冻结而产生的冻胀变形及融沉，亦可能对工程施工产生不利影响，甚至酿成重大的安全事故，因而针对人工冻土冻胀变形特性的研究不容忽视[8-10]。

土体的冻胀特性的研究主要基于三种冻胀理论：1961年学者Everett[11]提出了第一冻胀理论即毛细理论，该理论分别对冻胀及冻胀力进行了定量的解释和估计，并将冻土冰透镜体产生的原因归结于冻胀压力和抽吸力[12]。基于第一冻胀理论，第二冻胀理论又称Miller[13]第二冻胀理论或冻结缘理论，它认为土体冻胀的影响因素还包括未冻土的初始水分张力、冰透镜体底部的冻结温度、上覆超载压力、冻结缘厚度、冻结缘的温度梯度等。……