地铁联络通道位置的特殊性及施工条件的复杂性,对施工的安全性、经济性提出了挑战。目前大多采用冻结法施工地铁联络通道,对温度场发展规律认识的不足容易导致资源、成本的过度浪费或引起工程事故。因此,有必要进行冻结过程中针对温度场演变的分析研究。本文以天津地铁2号线飞机场延长线的联络通道冻结工程为背景,采取温度场相关理论分析、室内土的热物理参数试验、模型槽试验与数值模拟等多种手段相结合的方式,进行联络通道冻结过程的温度场分析。主要的研究内容及成果如下:(1)基于现有的冻土体本构模型,考虑冻土中未冻水的存在,建立新的冻土本构关系并与平衡微分方程、变形协调方程联立,选取合适的初始条件以及边界条件建立冻土体热应力微分方程组。(2)通过室内试验重点分析了冻结温度、导热系数、比热等热参数的影响因素,对其变化规律进行了总结对比,得到了含水量为影响热参数的重要因素这一重要结论。(3)基于傅里叶热传导定律和能量守恒原理,考虑冻结过程中,土体内冷源及冰水相变,推导建立土体冻结过程的热力耦合方程。利用FLAC3d软件通过Fish语句对FLAC3d软件中原有的摩尔-库伦模型参数进行修改,建立新的冻土本构模型分别进行单管冻结、双管冻结、多排管冻结的热力耦合模拟,对比模拟结果与模型槽冻结试验结果,得到冻结温度场发展变化的规律及冻结锋面发展速度、平均温度及冻结壁厚度等温度场描述参数。(4)以天津地铁2号线飞机场延长线联络通道冻结工程为背景,建立直墙圆拱形热力耦合模型。将计算结果与工程实测结果进行对比,验证了模型的合理性,得到直墙圆拱形冻结温度场的发展规律及冻结温度场的相关参数。