土体强度是冻结施工的关键技术指标，为研究外部扰动作用对冻土抗压强度的影响，采用室内试验方法对扰动后原状和重塑冻土无侧限抗压强度变化规律研究。研究表明原状冻土在扰动10次内，强度迅速衰减，之后降速放缓并稳定，残余强度与峰值强度比值约为0.3；重塑冻土强度随扰动次数呈弧形下降，残余强度与峰值强度比值小于0.1；冻土强度衰减原因可以从冰晶格断裂、土颗粒胶体断裂及温度升高三方面考虑；对于原状土，结构性破坏引起的强度衰减不可忽略，通过电镜试验发现，扰动后单位面积内土颗粒数量增加，有效粒径减小，颗粒形态更加规则，而重塑土颗粒形态未有明显变化，其强度损失主要是因为冰胶结力的丧失。结论可为冻结施工时外力扰动控制提供借鉴与参考。
颗粒的排列方式是影响冻土热参数的一个重要因素。为探究不同土颗粒排列形式下冻土热参数变化规律,从土微观角度对相体间排列形式及相体间热传递进行研究。冻土中土颗粒、水、冰、空气之间接触方式可分为同相体间接触和异相体间接触,接触方式影响土体热量传递效率。同相体间热量为等梯度传递;异相体间热量为非等梯度传递,而是沿着某条路径传递。依据土颗粒的两种空间排列方式,即松散排列与紧密排列并以此建立热传递模型,依据导热系数理论公式推导出基于土颗粒两种排列方式下的导热系数计算模型。空气在冻土未冻水中形成腔体,腔体的存在阻碍着热流的传递并在此基础上讨论空气含量对导热系数的影响。