冻结壁的单轴抗压强度和弹性模量是冻结工程中最基本的设计参数。研究开展了冻土在不同负温条件下的无侧限抗压强度试验，分析了温度对冻结砂土强度和变形特性的影响规律。结果表明，当温度从-5℃降低至-15℃时，冻结砂土的强度和弹性模量近似线性增大，峰值应变逐渐减小，试样的脆性破坏特征更加显著。
冻结壁的单轴抗压强度和弹性模量是冻结工程中最基本的设计参数。研究开展了冻土在不同负温条件下的无侧限抗压强度试验，分析了温度对冻结砂土强度和变形特性的影响规律。结果表明，当温度从-5℃降低至-15℃时，冻结砂土的强度和弹性模量近似线性增大，峰值应变逐渐减小，试样的脆性破坏特征更加显著。
冻结壁的单轴抗压强度和弹性模量是冻结工程中最基本的设计参数。研究开展了冻土在不同负温条件下的无侧限抗压强度试验，分析了温度对冻结砂土强度和变形特性的影响规律。结果表明，当温度从-5℃降低至-15℃时，冻结砂土的强度和弹性模量近似线性增大，峰值应变逐渐减小，试样的脆性破坏特征更加显著。
针对含水率对冻结砂土抗压强度影响机制尚不明确的问题，提出了一种基于单轴压缩试验的分析方法，研究了不同含水率条件下冻结砂土的应力-应变特性。通过控制含水率（10%24%）并模拟-10℃低温环境，分析了冻结砂土的峰值应力、峰值应变及弹性模量的变化规律。研究结果表明，在含水率为10%20%时，抗压强度随含水率增加显著提高，峰值应力和弹性模量均呈正相关；而当含水率超过20%后，抗压强度逐渐下降，弹性模量持续减小。
针对含水率对冻结砂土抗压强度影响机制尚不明确的问题，提出了一种基于单轴压缩试验的分析方法，研究了不同含水率条件下冻结砂土的应力-应变特性。通过控制含水率（10%24%）并模拟-10℃低温环境，分析了冻结砂土的峰值应力、峰值应变及弹性模量的变化规律。研究结果表明，在含水率为10%20%时，抗压强度随含水率增加显著提高，峰值应力和弹性模量均呈正相关；而当含水率超过20%后，抗压强度逐渐下降，弹性模量持续减小。
针对含水率对冻结砂土抗压强度影响机制尚不明确的问题，提出了一种基于单轴压缩试验的分析方法，研究了不同含水率条件下冻结砂土的应力-应变特性。通过控制含水率（10%24%）并模拟-10℃低温环境，分析了冻结砂土的峰值应力、峰值应变及弹性模量的变化规律。研究结果表明，在含水率为10%20%时，抗压强度随含水率增加显著提高，峰值应力和弹性模量均呈正相关；而当含水率超过20%后，抗压强度逐渐下降，弹性模量持续减小。
根据冻结壁的实际受力状态，开展不同初始条件下的冻土真三轴试验，分析中主应力系数（b）对冻结砂土强度和变形特性的影响规律；借助PFC3D数值模拟软件，研究颗粒间的法向接触力大小和分布规律，弥补了室内试验无法直接观察试件内部颗粒间相互作用力分布的不足，为揭示中主应力系数对冻结砂土的强度影响机理提供细观层面上的数据支撑。试验结果表明：当中主应力逐步接近大主应力时，各主应力方向呈现出不同的破坏模式；冻结砂土在中主应力方向的变形由膨胀向压缩转变，该方向的纵波波速先增大后减小；小主应力方向的膨胀变形显著增大，且纵波波速逐步减小；基于应力叠加原理和泊松效应分析了冻结砂土在水平方向的变形差异机制；数值模拟得到的理论曲线与试验应力-应变曲线基本符合，数值模拟所得破坏形态也与室内试验基本一致；随着b值的增大，中主应力方向的法向接触力逐步增大，而小主应力方向略微减小；冻结砂土在不同小主应力、负温、含水率条件下的强度均呈现先增大后减小的变化趋势，当b=0.5～0.6时达到峰值；融合应力-应变曲线、破坏形态、纵波波速、力链分布特征等多源信息揭示了中主应力对冻结砂土的强度影响机理。
根据冻结壁的实际受力状态，开展不同初始条件下的冻土真三轴试验，分析中主应力系数（b）对冻结砂土强度和变形特性的影响规律；借助PFC3D数值模拟软件，研究颗粒间的法向接触力大小和分布规律，弥补了室内试验无法直接观察试件内部颗粒间相互作用力分布的不足，为揭示中主应力系数对冻结砂土的强度影响机理提供细观层面上的数据支撑。试验结果表明：当中主应力逐步接近大主应力时，各主应力方向呈现出不同的破坏模式；冻结砂土在中主应力方向的变形由膨胀向压缩转变，该方向的纵波波速先增大后减小；小主应力方向的膨胀变形显著增大，且纵波波速逐步减小；基于应力叠加原理和泊松效应分析了冻结砂土在水平方向的变形差异机制；数值模拟得到的理论曲线与试验应力-应变曲线基本符合，数值模拟所得破坏形态也与室内试验基本一致；随着b值的增大，中主应力方向的法向接触力逐步增大，而小主应力方向略微减小；冻结砂土在不同小主应力、负温、含水率条件下的强度均呈现先增大后减小的变化趋势，当b=0.5～0.6时达到峰值；融合应力-应变曲线、破坏形态、纵波波速、力链分布特征等多源信息揭示了中主应力对冻结砂土的强度影响机理。
根据冻结壁的实际受力状态，开展不同初始条件下的冻土真三轴试验，分析中主应力系数（b）对冻结砂土强度和变形特性的影响规律；借助PFC3D数值模拟软件，研究颗粒间的法向接触力大小和分布规律，弥补了室内试验无法直接观察试件内部颗粒间相互作用力分布的不足，为揭示中主应力系数对冻结砂土的强度影响机理提供细观层面上的数据支撑。试验结果表明：当中主应力逐步接近大主应力时，各主应力方向呈现出不同的破坏模式；冻结砂土在中主应力方向的变形由膨胀向压缩转变，该方向的纵波波速先增大后减小；小主应力方向的膨胀变形显著增大，且纵波波速逐步减小；基于应力叠加原理和泊松效应分析了冻结砂土在水平方向的变形差异机制；数值模拟得到的理论曲线与试验应力-应变曲线基本符合，数值模拟所得破坏形态也与室内试验基本一致；随着b值的增大，中主应力方向的法向接触力逐步增大，而小主应力方向略微减小；冻结砂土在不同小主应力、负温、含水率条件下的强度均呈现先增大后减小的变化趋势，当b=0.5～0.6时达到峰值；融合应力-应变曲线、破坏形态、纵波波速、力链分布特征等多源信息揭示了中主应力对冻结砂土的强度影响机理。
冻胀是影响冻土力学性质变化的主要因素，将导致冻土在受剪过程中产生更为显著的应变软化和剪胀特征。为了准确描述冻土的力学特征，引入相变状态概念对冻土的剪胀性进行描述，解决了仅采用临界状态理论难以统一软化和剪胀特征点非同步关系的问题，进一步结合分数阶塑性力学理论对冻土应力–应变的非关联塑性流动规律进行描述，避免了塑性势面的额外构建，并通过引入考虑温度影响的屈服函数描述冻土在不同温度下的力学响应。基于考虑相变的硬化法则和考虑温度影响的屈服条件，提出一种改进的弹塑性本构模型，并用于评价冻结砂土的力学特性，所建立模型将温度效应、相变状态、临界状态以及非关联塑性流动统一在弹塑性力学理论框架中，所有模型参数物理意义明确。最后，通过模拟冻结砂土的应力–应变行为，并与试验数据进行对比验证，结果表明本构模型能够有效捕捉不同温度和围压下冻结砂土的相变特征和应变软化规律。