球形模板压入试验由于其试验过程简单易行，测试结果比较准确而广泛应用于冻结土的力学性质测试中，尤其是在确定冻结土的等效黏聚力上优势更为显著。本文通过球形模板压入试验分析不同粒径组冻结砂土长期等效黏聚力（长期抗剪强度）随时间的变化规律，并利用弹性力学解答空间问题的研究方法，总结出不同固定荷载试验条件下球形模板压头压入冻结砂土试样深度St之间的相互转换关系。研究结果表明：试验过程中，冻结砂土的长期抗剪强度随时间呈降低趋势，降低速率由快至慢，最终在试验进行约24h后趋于稳定，且冻结砂土长期抗剪强度与砂土的颗粒尺寸呈正相关的关系；在7.0kg固定荷载试验条件下得到的压入深度随时间变化曲线经转换后得到的拟合曲线与在5.1kg固定荷载试验条件下得到的压入深度随时间变化的实测曲线相比较，具有较高拟合度；不同粒径组拟合所得的冻结砂土长期抗剪强度随时间变化曲线也与实测曲线具有较高拟合度。

球形模板压入试验由于其试验过程简单易行，测试结果比较准确而广泛应用于冻结土的力学性质测试中，尤其是在确定冻结土的等效黏聚力上优势更为显著。本文通过球形模板压入试验分析不同粒径组冻结砂土长期等效黏聚力（长期抗剪强度）随时间的变化规律，并利用弹性力学解答空间问题的研究方法，总结出不同固定荷载试验条件下球形模板压头压入冻结砂土试样深度St之间的相互转换关系。研究结果表明：试验过程中，冻结砂土的长期抗剪强度随时间呈降低趋势，降低速率由快至慢，最终在试验进行约24h后趋于稳定，且冻结砂土长期抗剪强度与砂土的颗粒尺寸呈正相关的关系；在7.0kg固定荷载试验条件下得到的压入深度随时间变化曲线经转换后得到的拟合曲线与在5.1kg固定荷载试验条件下得到的压入深度随时间变化的实测曲线相比较，具有较高拟合度；不同粒径组拟合所得的冻结砂土长期抗剪强度随时间变化曲线也与实测曲线具有较高拟合度。

球形模板压入试验由于其试验过程简单易行，测试结果比较准确而广泛应用于冻结土的力学性质测试中，尤其是在确定冻结土的等效黏聚力上优势更为显著。本文通过球形模板压入试验分析不同粒径组冻结砂土长期等效黏聚力（长期抗剪强度）随时间的变化规律，并利用弹性力学解答空间问题的研究方法，总结出不同固定荷载试验条件下球形模板压头压入冻结砂土试样深度St之间的相互转换关系。研究结果表明：试验过程中，冻结砂土的长期抗剪强度随时间呈降低趋势，降低速率由快至慢，最终在试验进行约24h后趋于稳定，且冻结砂土长期抗剪强度与砂土的颗粒尺寸呈正相关的关系；在7.0kg固定荷载试验条件下得到的压入深度随时间变化曲线经转换后得到的拟合曲线与在5.1kg固定荷载试验条件下得到的压入深度随时间变化的实测曲线相比较，具有较高拟合度；不同粒径组拟合所得的冻结砂土长期抗剪强度随时间变化曲线也与实测曲线具有较高拟合度。

冻土的松弛模量是进行蠕变力学分析的关键参数。但在理论方面,尚未基于球模仪试验建立较完善的松弛模量表征公式。基于半空间黏弹性理论和分数阶微积分理论,获得了松弛模量公式的非线性Kelvin模型解答并进行了材料参数影响分析。在给出恒载条件下,可以用单轴蠕变试验的分析结果评估基于球形压痕试验的冻土松弛模量来预测准确性。随后分别以冻结细砂的球模仪试验曲线、冻结砂和冻结砂质黏土的单轴蠕变曲线为例,预测了各条试验曲线和冻土的松弛模量,并通过其他试验实测数据进行了检验。结果表明:该松弛模量表征公式的材料参数最少,随各材料参数变化具有较佳单调性;基于球形模板试验,非线性Kelvin解答能对冻结细砂的松弛模量和位移曲线做出合理可靠的预测。非线性Kelvin模型能很好地吻合单轴蠕变试验曲线,基于单轴蠕变试验的冻结砂松弛模量随时间变化规律和数值范围与球模仪试验分析结果较一致,冻结砂质黏土的松弛模量随应力和温度的变化规律再现了已有研究结论。