在人工冻结法工程中,土体的冻胀主要发生在侧向,即冻结圆柱体发生侧向土体膨胀变形。但目前我国最有权威的兰州冰川冻土研究所,主要研究的是天然土体的垂直冻胀特性,与人工冻结法工程的冻胀模型不同。为了更好的掌握人工冻结土体侧向冻胀特性,论文开展了如下三个方面的工作:(1)利用自行研制的微机控制多功能冻土冻胀试验机,率先开展了冻结土体侧向冻胀性质的试验研究。(2)现场实测三圈管冻结壁形成过程温度场和冻胀应力场。(3)以工程为背景,数值模拟冻结法凿井中,多圈管冻结壁和冻胀力的形成过程。试验选用淮南矿区粘土,进行了不同荷载条件下粘土的侧向冻胀试验。获得了冻结温度和冻胀力发展的关系、开放系统和封闭系统对土体冻胀特性的影响、外荷载大小对冻胀力的影响等重要关系。对顾桥矿南区井筒冻结过程温度场、冻结应力场和孔隙水压力变化规律的现场实测,获得了三者之间十分宝贵的实测数据,为多圈管冻结壁的力学性质分析提供了基础。通过对室内人工圆柱侧向冻胀和顾桥矿南区冻结过程中的力学性能计算和分析,从理论上进一步分析和掌握人工土体冻结过程中侧向冻胀特性。论文对进一步深入研究人工冻结土体冻胀性质提供了一种方法,获得了十分有益的结果,对人工冻结法工程的设计具有一定的指导意义。