人工冻结法广泛应用于不稳定土层中井筒的建造，准确预测冻土强度是确保冻结法在深地工程建设中安全性与可行性的前提条件与关键保障。随着应力增大，冻土强度具有先增大后减小再增大的规律。为了描述冻土的这一特殊规律，首先，通过围压冻土三轴试验，基于临界状态土力学，得到不同温度下冻土强度准则；然后，分析高应力下冻土压融的原因，引入一个具有明确物理意义的压融系数，建立低温吸力s与应力p之间的关系，得到不同应力下土体冻结特征曲线，最后，建立能考虑高低应力作用下冻土强度准则。研究结果表明：所建立的模型能够合理地描述冻土的强度变化规律；相较于既有的冻土强度准则，本模型物理意义明确，参数简单可测，具有一定的应用价值。
人工冻结法广泛应用于不稳定土层中井筒的建造，准确预测冻土强度是确保冻结法在深地工程建设中安全性与可行性的前提条件与关键保障。随着应力增大，冻土强度具有先增大后减小再增大的规律。为了描述冻土的这一特殊规律，首先，通过围压冻土三轴试验，基于临界状态土力学，得到不同温度下冻土强度准则；然后，分析高应力下冻土压融的原因，引入一个具有明确物理意义的压融系数，建立低温吸力s与应力p之间的关系，得到不同应力下土体冻结特征曲线，最后，建立能考虑高低应力作用下冻土强度准则。研究结果表明：所建立的模型能够合理地描述冻土的强度变化规律；相较于既有的冻土强度准则，本模型物理意义明确，参数简单可测，具有一定的应用价值。
人工冻结法广泛应用于不稳定土层中井筒的建造，准确预测冻土强度是确保冻结法在深地工程建设中安全性与可行性的前提条件与关键保障。随着应力增大，冻土强度具有先增大后减小再增大的规律。为了描述冻土的这一特殊规律，首先，通过围压冻土三轴试验，基于临界状态土力学，得到不同温度下冻土强度准则；然后，分析高应力下冻土压融的原因，引入一个具有明确物理意义的压融系数，建立低温吸力s与应力p之间的关系，得到不同应力下土体冻结特征曲线，最后，建立能考虑高低应力作用下冻土强度准则。研究结果表明：所建立的模型能够合理地描述冻土的强度变化规律；相较于既有的冻土强度准则，本模型物理意义明确，参数简单可测，具有一定的应用价值。
冻土是由冰胶结体、土颗粒、气体、未冻水组成的四相胶结体，其强度受温度影响较大，以至于冻土的强度准则比普通土的强度准则更为复杂。冻土强度准则在实际工程中有很广泛的应用，比如，可用于冻土边坡稳定性计算。由于冻土的复杂性，将未冻土的强度准则直接用于冻土边坡工程稳定性计算分析是不合理的。为研究冻土强度准则在冻土边坡稳定性判断中的应用，本研究首先在已有的冻土强度准则中选取Liao和Lai提出的代表性冻土强度准则，利用瑞典条分法和该强度准则推导了冻土土坡安全系数的解。其次，基于此强度准则推导的冻土土坡安全系数的解进行冻土边坡稳定性计算分析，并将计算结果与已有的冻土边坡分析数据作对比，验证该强度准则的适用性。计算结果表明：选用的强度准则计算出的安全系数与原冻土边坡安全系数比较接近，误差较小，该强度准则在冻土边坡稳定性计算方面有较高的精确性和适用性。最后，鉴于实际工程中非稳定状态冻土边坡较多，基于工程实用性，进一步总结给出了冻土边坡失稳防治措施。本研究可为寒冷地区冻土土质边坡的设计、建设、维护提供理论指导与参考。
冻土是由冰胶结体、土颗粒、气体、未冻水组成的四相胶结体，其强度受温度影响较大，以至于冻土的强度准则比普通土的强度准则更为复杂。冻土强度准则在实际工程中有很广泛的应用，比如，可用于冻土边坡稳定性计算。由于冻土的复杂性，将未冻土的强度准则直接用于冻土边坡工程稳定性计算分析是不合理的。为研究冻土强度准则在冻土边坡稳定性判断中的应用，本研究首先在已有的冻土强度准则中选取Liao和Lai提出的代表性冻土强度准则，利用瑞典条分法和该强度准则推导了冻土土坡安全系数的解。其次，基于此强度准则推导的冻土土坡安全系数的解进行冻土边坡稳定性计算分析，并将计算结果与已有的冻土边坡分析数据作对比，验证该强度准则的适用性。计算结果表明：选用的强度准则计算出的安全系数与原冻土边坡安全系数比较接近，误差较小，该强度准则在冻土边坡稳定性计算方面有较高的精确性和适用性。最后，鉴于实际工程中非稳定状态冻土边坡较多，基于工程实用性，进一步总结给出了冻土边坡失稳防治措施。本研究可为寒冷地区冻土土质边坡的设计、建设、维护提供理论指导与参考。
针对冻结法施工中的平面应变问题，利用改进的安徽理工大学冻土真三轴仪进行平面应变试验，分析冻结粉质黏土在不同小主应力和负温条件下的强度和变形特性，建立基于Weibull分布和Drucker-Prager强度准则的冻结粉质黏土损伤本构模型。理论和试验结果表明：同一温度下，不同小主应力下的应力–应变曲线呈现不同程度的硬化特征。破坏强度随小主应力的增加表现出先增后减的规律，随温度的降低呈线性增长的趋势。建立的非线性莫尔–库仑强度准则可以近似描述冻结粉质黏土的强度随小主应力增大而呈现出的非线性变化特征。不同试验条件下小主应力方向的应变均为膨胀变形，体应变均呈现剪缩的特性。随着小主应力的增大，试样的变形模量呈现先增后减的趋势；当小主应力相同时，其值随温度的降低而增大。当温度相同时，破坏时的中主应力随小主应力的增大同样表现出先增后减的趋势。建立的损伤本构模型可以较好地反映复杂应力路径下小主应力和温度对冻结粉质黏土强度和变形特性的影响。
针对冻结法施工中的平面应变问题，利用改进的安徽理工大学冻土真三轴仪进行平面应变试验，分析冻结粉质黏土在不同小主应力和负温条件下的强度和变形特性，建立基于Weibull分布和Drucker-Prager强度准则的冻结粉质黏土损伤本构模型。理论和试验结果表明：同一温度下，不同小主应力下的应力–应变曲线呈现不同程度的硬化特征。破坏强度随小主应力的增加表现出先增后减的规律，随温度的降低呈线性增长的趋势。建立的非线性莫尔–库仑强度准则可以近似描述冻结粉质黏土的强度随小主应力增大而呈现出的非线性变化特征。不同试验条件下小主应力方向的应变均为膨胀变形，体应变均呈现剪缩的特性。随着小主应力的增大，试样的变形模量呈现先增后减的趋势；当小主应力相同时，其值随温度的降低而增大。当温度相同时，破坏时的中主应力随小主应力的增大同样表现出先增后减的趋势。建立的损伤本构模型可以较好地反映复杂应力路径下小主应力和温度对冻结粉质黏土强度和变形特性的影响。
冻土抗剪强度的围压效应是寒区工程建设与冻结法施工工程承载能力分析的基础与前提。随着围压的增大，现有冻土抗剪强度试验结果既有先增大后减小的两阶段试验规律，也有先增大后减小再增大的三阶段试验规律。为描述冻土抗剪强度的特殊规律，该文对土与冰的特性分别进行了分析，认为冻土的抗剪强度所呈现的多阶段发展规律，不仅因为其继承了未冻土的强度特征，还由于冻土中孔隙冰的存在对抗剪强度有特殊的贡献。基于此，该文将冻土抗剪强度分解为反映黏聚摩擦特性的基准强度与由于存在孔隙冰而表现出的特殊贡献强度。通过利用幂函数强度表达式作为冻土的基准强度，并进一步构建描述冻土强化弱化规律的贡献强度，从而发展得出考虑冻土复杂围压效应的三阶段强度准则。对不同类型冻土的两阶段与三阶段试验结果进行的预测表明，所建立的冻土三阶段强度准则能够合理地描述冻土的抗剪强度变化规律。
冻土抗剪强度的围压效应是寒区工程建设与冻结法施工工程承载能力分析的基础与前提。随着围压的增大，现有冻土抗剪强度试验结果既有先增大后减小的两阶段试验规律，也有先增大后减小再增大的三阶段试验规律。为描述冻土抗剪强度的特殊规律，该文对土与冰的特性分别进行了分析，认为冻土的抗剪强度所呈现的多阶段发展规律，不仅因为其继承了未冻土的强度特征，还由于冻土中孔隙冰的存在对抗剪强度有特殊的贡献。基于此，该文将冻土抗剪强度分解为反映黏聚摩擦特性的基准强度与由于存在孔隙冰而表现出的特殊贡献强度。通过利用幂函数强度表达式作为冻土的基准强度，并进一步构建描述冻土强化弱化规律的贡献强度，从而发展得出考虑冻土复杂围压效应的三阶段强度准则。对不同类型冻土的两阶段与三阶段试验结果进行的预测表明，所建立的冻土三阶段强度准则能够合理地描述冻土的抗剪强度变化规律。
为探讨冻胀力效应对寒区圆形隧洞围岩稳定性的影响，基于考虑冻胀力影响的寒区圆形隧洞稳定性分析模型，采用内边界应力条件(σr|r=r1=σr1)推导广义Hoek-Brown强度准则下寒区圆形隧洞塑性区的径向应力、切向应力以及塑性区半径、松动圈半径的弹塑性解。并以实际工程案例为背景，对比分析已有研究方法（即采用外边界应力条件计算）,验证内边界应力条件计算方法的可行性和优越性。结果表明：地质强度指标、岩体常数、单轴抗压强度、扰动系数、隧洞开挖半径、冻胀力对寒区圆形隧洞围岩塑性区径向应力、切向应力以及塑性区半径、松动圈半径均有明显影响。其中扰动系数影响比较显著，理想爆破情况（D=0.7）与不考虑扰动情况（D=0）相比较，计算结果相对误差达到32.2%～55.8%。冻胀力的影响非常显著，冻胀力从0增大到1.02 MPa,计算结果相对误差可达到507.1%。如果忽视冻胀力影响会严重低估塑性区的径向应力和切向应力以及高估塑性区范围和松动圈范围。