出于我国国防安全以及经济建设的需要,越来越多的工程在西部多年冻土地区开始建设。随着煤炭资源开采深度的不断增加,为了保证冻结法井巷掘进安全,冻结温度不断降低。为了解决多年冻土以及人工低温冻土强度高,传统机械开挖掘进效率低下的问题,需要采用钻眼爆破法进行开挖掘进。但是目前针对于冻土钻眼爆破设计施工大多按照岩石爆破经验进行,具有很大的盲目性。本文采用理论分析与数值模拟相结合的方法,对人工冻结黏土爆破特性进行了研究,为冻土开挖掘进工程爆破设计提供理论依据及参考。主要研究内容及成果如下:（1）提出了人工冻结黏土HJC本构模型的参数确定方法,对不同负温下的人工冻结黏土分别进行了不同表征,利用率相关的本构模型在不同负温下的参数变化较为准确地表征了冻土材料的温度效应、应变率效应。（2）基于确定的冻土HJC本构模型参数,对于冻土单轴瞬时抗压强度试验、分离式霍普金森杆试验进行了模拟。模拟结果与实验结果进行对比,破坏形式、强度特征及应力-应变曲线上都基本体现了人工冻土材料的动静态力学特性。人工冻结黏土在冲击荷载的作用下,表现出明显的应变率强化效应及温度强化效应,即随着温度的降低及加载应变率的增加,冻土的峰值应力及对应的应变有着显著的增加。应力-应变曲线上表现出了明显的弹性-应变软化特征,数值模拟结果的重构曲线在峰值应力及对应的应变上拟合较好,反映了冻土试件破坏前的应力-应变变化关系。（3）对主动围压作用下的分离式霍普金森杆试验进行了模拟,研究了动静载组合（低围压）作用下的人工冻结黏土的动态力学性质。分析比较了温度、应变率以及围压对于人工冻结黏土动抗压强度的影响,并从冻土破坏机理上阐述了温度效应、应变率效应产生的原因,得出温度是影响冻土动抗压强度的第一因素。（4）以工程中常见的2#岩石乳化炸药为例,采用一种简便算法,计算得到了JWL状态方程未知参数。通过两种不同的试验:铅柱压缩试验数值模拟和铅铸扩孔试验数值模拟,验证计算参数的准确性。两种试验的数值模拟结果基本模拟出了现场试验的结果形状。分析了爆力及猛度对于四个参数的敏感性,确定了工业炸药爆力及猛度关于JWL状态方程未知参数的变化关系及修正方法,计算参数经过修正后,模拟结果的爆力、猛度值误差在5%内。完成了工业炸药从工程实际到数值模型的转化,为常见工业炸药JWL状态方程参数确定提供了切实可行的方法。（5）对人工冻结黏土单孔爆破耦合、不耦合两种装药结构下不同分区范围进行了理论计算,不同负温下的人工冻结黏土的压碎区是岩石钻孔爆破的数倍,并通过数值模拟证明了理论计算的正确性。从应力波作用、爆生气体作用两个方面分别计算了裂隙区大小,与数值模拟结果对比,得出爆生气体作用对人工冻结黏土裂隙区形成起主导作用。（6）进行了-5℃人工冻结黏土的爆破漏斗数值模拟,从漏斗形状及爆破漏斗特征参数两个方面对人工冻结黏土与岩石爆破漏斗、冻土类材料进行了对比。归纳了人工冻结黏土的爆破漏斗形状,并确定了人工冻结黏土在2#岩石炸药下的临界埋深为1.356m·kg-1/3,最佳埋深为0.8598m·kg-1/3,标准抛掷埋深为0.7221m·kg-1/3,松动单耗为0.39168 kg/m~3,标准抛掷单耗为0.4195kg/m~3。通过埋深比对人工冻结黏土在2#岩石炸药作用下的爆破漏斗形式进行了区分:埋深比小于0.532时为加强抛掷漏斗;埋深比大于0.532小于0.634时为减弱抛掷漏斗;埋深比大于0.634时为松动爆破漏斗。