王梦洁， 张莎莎， 蔡 伦， 杨晓华

( 长安大学公路学院， 西安 710064)

季节冻土是指在地表以下几米范围内冬冻结、夏季消融的土层[1]。中国季节性冻土区面积大约为513.7万km2，分布面积达国土面积的53.5%，其中北方地区主要集中在黑龙江南部、内蒙古东北部、吉林省西北部[2]。冻土的冻胀特性对基坑支护体系的影响是不容小觑的，土体冻胀往往会引起应力重分布从而对支护结构的强度与稳定性产生不良影响，进而威胁到地铁施工安全，因此，对季节性冻土地区越冬深基坑支护体系的受力与变形的研究十分必要。

关于冻胀机理，以往学者的研究主要集中于水分迁移和成冰作用两个方面。Feng等[3]指出冻胀是由于水向冻结锋面的迁移和冰透体的发育造成的。当土体内温度处于零下时，土中部分孔隙水结冰并改变土中原有的热力平衡[4]，随后形成新的温度梯度，导致水分的迁移、成冰，同时，冻结锋面周围土体中的应力场也随之改变。随着水分聚集成冰的进一步发展，形成冰透镜体，冻结锋面也向暖端移动，土体体积随之膨胀。土体冻胀可以分为原位冻胀和分凝冻胀，在有外界水源供给时，分凝冻胀是主要的冻胀方式[5-6]。对于越冬的深基坑工程，当水平方向的冻胀变形受到围护结构的阻碍后，将会在围护结构侧表面产生水平向的约束力，即水平冻胀力[7]。水平冻胀力是引起季节性越冬基坑发生冻胀破坏的主要原因，其大小远大于库伦(或朗肯)土压力[8]。水平冻胀力沿墙背的大小和分布应由现场试验确定，而在不能进行现场试验的情况下，可按照《冻土地区建筑地基基础设计规范》(JGJ 118—2011)[9]选定。……