盐水冻结是地层止水和加固方法之一,但是含地下水流饱和砂层冻结时冻结壁发展缓慢甚至不交圈,而液氮冻结可以快速解决地下水流问题。本文结合市政工程中经常采用布孔形式,以饱和砂渗流地层的人工冻结过程作为研究对象,采用数值模拟和物理试验两种研究方法对渗流作用下液氮冻结温度场发展规律进行系统研究。考虑到液氮温度的不均匀性,通过数值模拟研究管壁温度分布情况,并结合实际情况建立Comsol计算模型。通过偏微分方程实现渗流场与温度场的耦合。通过单管计算结果得出不同流速与管壁温度在地下水流作用下液氮冻结温度场发展规律;通过典型参数分析,得出四根冻结管在渗流作用下的冻结规律;通过单因素分析研究地下水流速、冻结管间距、管壁温度以及水流温度对冻结温度场的影响;运用正交试验研究各因素对液氮冻结渗流温度场和交圈时间的影响显著性。根据相似准则,进行物理试验研究得出各测点温度变化情况,依据测点温度求出冻结壁厚度变化规律。根据试验中测得的管壁温度通过相似准则还原到原型进行数值模拟,得出结果与物理试验进行对照验证数值模拟的可靠性。