中文摘要：

深入认识深部土体冻结过程的水-热-力耦合作用是掌握冻结管断裂机制的关键。本项目以400～800m 深厚表土层多圈孔冻结壁为研究对象，考虑多冷源、多向及有压等复杂冻结条件，开展了冻结壁形成过程的水热输运与应力耦合作用规律研究。系统地获得了深部人工冻土的基本物理力学特性。研制了深部土体冻结水热力耦合试验系统，通过试验揭示了高压固结-有载冻结条件下深部黏土的水-热-力耦合作用机制。建立了基于水动力学理论的多管冻结水-热-力耦合数学模型。通过数值分析和物理模拟试验手段研究了多圈管冻结壁形成过程温度场-水分场-应力场实时变化规律和耦合作用规律。研究结果表明多圈管冻结壁形成过程水-热-力三场变化表现出显著的时空不均匀性，冻胀应力场变化与温度场、水分场密切相关。上述成果的获得将为冻结壁设计和冻结管断裂防治提供重要科学依据。