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深厚表土层冻结凿井中,冻结壁与井壁的相互作用决定了冻结壁、井壁的安全乃至整个冻结凿井工程的成败。为此,需首先开展深部人工冻土的卸载力学特性研究,为深入研究掌握深部冻结壁的力学特性奠定基础。为此,以深部土重塑人工冻结粘土为研究对象,基于“长时高压K0固结——冻结——恒轴压卸围压”试验模式,通过大量的冻土三轴卸载实验,系统地研究了卸载路径下人工冻土的变形强度特征及蠕变特性,并揭示了冻结温度、固结应力、固结时间对冻土强度及变形特性的影响规律。首先,开展了深部土重塑粘土的长时高压K0固结试验,得到了不同固结应力(8MPa、10MPa、12MPa、14MPa、16MPa),不同固结龄期(1d、3d、7d、14d、28d)下,土体固结过程中的轴向位移-时间曲线及其K0的变化规律。其次,对长时高压K0固结后的粘土试样进行有载冻结试验,得到了土体在8~16MPa轴向应力约束下,冻结温度在-5℃~-25℃时,土体的冻胀量,并获得了固结应力、冻结温度对土体冻胀量的影响规律。而后,开展了冻土试样的恒轴压卸围压试验研究,得到了卸载路径下不同固结条件、不同冻结温度土体的应力-应变曲线、强度值、破坏应变;通过单因素循环试验结果获得了冻结温度、固结时间、固结应力3个因素对冻土强度、抗变形能力、破坏应变的影响规律,并用修正的Duncan模型对冻土的应力-应变曲线进行拟合,得到了曲线拟合参数;通过正交试验获得了冻结温度、固结应力、固结时间对冻土强度及割线弹模的影响程度,冻结温度是主要影响因素,固结时间次之,固结应力影响最小。最后,根据冻土三轴卸载强度试验得到的冻土强度,对人工冻土试样开展三级卸载路径下的蠕变试验研究,得到蠕变曲线,并对蠕变曲线进行拟合获得拟合参数,进而得到固结应力、固结时间、冻结温度与冻土蠕变特性的关系。