随着城市轨道交通的迅猛发展,人工冻结法已成为隧道联络通道中一种最为可靠安全的地层加固方法,而在冻结过程中土体产生的冻胀现象会对地下管线、地表建筑产生不利的影响,轻则增加工程成本,重则危及工程安全,造成无法挽回的损失。有鉴于此,有必要对在冻结过程中地层产生的冻胀现象进行更近一步的研究,本文以杭州地铁某联络通道冻结工程为背景,采用数值模拟与模型试验相结合的手段,深入研究联络通道冻结施工过程中地层内部的冻胀位移场发展规律及分布特征,为以后的工程设计与安全施工提供参考。首先,开展数值模拟研究。研究典型参数下冻结温度场分布及发展规律,并对冻结壁平均厚度及平均温度进行了计算;利用顺序耦合方法对地层产生的位移进行模拟,得到了地层位移场的变化规律及分布特征;对隧道管片的受力情况进行了分析。此外,选取了隧道埋深、冻结管倾角、盐水温度、初始地温、冻胀率5个单因素,开展了冻胀效应对地层冻胀位移场和隧道管片应力场的影响规律研究,并通过正交试验研究各因素对地层冻胀位移场及隧道最大等效应力的影响性大小。其次,开展物理模拟试验研究。基于相似理论,对工程案例进行模化设计并进行试验,得到了温度场、位移场的分布及变化规律和隧道的冻胀压力数据。最后,通过数值模拟和模拟试验的结果对比,评价模拟效果。总结本文的研究成果,并对以后的研究提供建议。该论文有图79幅,表10个,参考文献85篇。