为研究不同温度模式下土体冻结特性，利用冻结试验装置对长春地区粉质黏土进行单向冻结试验。通过改变试验装置顶板温度及温度变化速率，研究分析试验过程中土体温度变化，试验前后土体含水率变化，试验后试样冷生构造、竖向冻胀位移。试验结果表明，土体温度变化大致分为四个阶段：骤降，回升或缓降，持续降温，恒定。相同降温速率，顶底板温度梯度越大，第二阶段温度回升程度越大；顶底板温度梯度相同时，降温速率越大，第二阶段温度回升程度越小。试验结束后，土体外表面出现网状裂缝且沿深度方向裂缝变宽，网状构造宽度与温度梯度大小成正比；土体内部有明显水分结晶，连续分凝冰包裹土体形成类似蜂窝状结构，其中存在一定肉眼可见的未冻水，且降温速率越小，肉眼可见未冻水含量越少。靠近控温顶板（冷端）土体含水率显著增加，靠近控温底板（暖端）土体含水率减小或基本不变，降温速率相同，温度梯度越大，冷端附近土体含水量增加越明显，相同冻结温度下，降温速率越低，冷端附近含水量增量越大。土体竖向冻胀量与温度梯度成正比，降温时间30 min条件下，冷端温度由0℃降低至-15℃冻胀量增加趋势较大，降温时间为60 min时，-10～-15℃温度变化区间冻...
采用自行研制的冻土-群桩室内模型试验装置,研究在地下水补水条件下,土体单向冻结过程中土体与群桩的相互作用;测定在相同含水率条件下,冻结温度分别为-10、-15℃时,冻土的温度场、桩顶上拔位移和桩不同位置处的侧摩阻力随时间的变化趋势。结果表明:在单向冻结过程中,桩周土体温度呈渐变趋势,并且与冻结温度有关;桩顶上拔位移发展有3个阶段,即迅速增长阶段、稳定增长阶段及逐渐平稳阶段,并且冻结温度越低,桩顶上拔位移越大;不同冻结温度的桩周摩阻力沿桩身变化趋势类似,即摩阻力呈现正负交替分布的状态;角桩的桩顶上拔位移和桩侧摩阻力最大绝对值均比中心桩的大。
冻土试样的制备是进行冻土试验最为基础而重要的工作,其中土样在冻结过程中受到的影响直接关系到试样内部状况.为研究冻结方式对粉质粘土含水量和干密度分布的影响,采取不同的冻结方式即单向冻结和多向冻结方法,对比分析不同状态下兰州黄土和北麓河粘土冻结试样各部位含水量与干密度的分布状况.结果表明:试样内含水量和干密度的分布程度取决于土的类型、饱和状态和冻结方式,具体为:非饱和兰州黄土在多向冻结情况下,可以取得比单向冻结更加均匀的冻结试样;饱和兰州黄土冻结试样无论是单向冻结还是多向冻结都较为均匀;北麓河粘土无论饱和与否,均以单向冻结为好.