本文以小庄煤矿富水洛河砂岩地层井筒半深冻结法凿井为工程依托，围绕砂岩一次冻融循环问题开展研究。通过理论分析、室内试验和数值模拟相结合的方法，对洛河砂岩解冻后的物理力学特性及损伤破坏规律进行了研究。主要结论有：(1)通过单轴试验，分析了砂岩在常温饱水、冻结和解冻三种状态下的力学特性和变形特性，研究了冻融砂岩的单轴抗压强度和弹性模量在不同温度条件下的大小和变化规律，研究表明，冻融砂岩弹性模量及单轴压缩强度与冻结温度的关系均可用二次多项式进行拟合。(2)对砂岩进行单轴压缩试验的同时记录砂岩破坏全过程的声发射特征参数，研究表明：砂岩在常温饱水、冻结和解冻三种状态下的变形与声发射活动存在较好的对应性，且累计能量与声发射累计计数曲线图发展规律比较吻合。(3)对岩石的冻融损伤机理进行分析，基于推广后的应变等价原理与单轴压缩试验结果，得到了不同冻结温度下砂岩的冻融损伤演化方程和相应的损伤应力—应变本构关系。模型计算得到的应力—应变关系与试验结果基本吻合。(4)基于渗流的基本规律和有效应力原理，推导了立井井筒围岩渗流-应力耦合方程，给出了相应的定解条件；并借助于有限元软件对小庄煤矿副井洛河砂岩地层解冻后井筒围岩的应力场和渗流场进行耦合分析。