由于弱膨胀土的特殊性及其对工程具有危害性,对常温下弱膨胀土的力学特性进行了较深入的研究,但对弱膨胀土的低温力学特性的研究还很不够,尤其是对冻结弱膨胀土强度的影响因数和蠕变特性及破坏特征的研究。针对富含弱膨胀土地区的地下工程采用冻结法施工所涉及的问题,原有的冻融土力学不能完全适用,如冻结弱膨胀土强度、蠕变变形规律以及本构模型等。本文利用分数阶导数理论和经典粘弹性理论,建立了人工冻土的蠕变模型进行了分数阶导数伯格斯模型的推导,并在前人研究基础上,采用遗传算法对所建立的分数阶导数伯格斯模型进行全局优化。对淮南地区弱膨胀土进行了试验,试验主要包括三个因素五个水平的人工冻土单轴抗压强度正交试验和三个温度三种加载系数条件下的人工冻土单轴蠕变试验。取得的主要结论有：1.在安徽理工大学研制的WDT-100型冻土单轴试验机上操作冻结弱膨胀土试样的单轴压缩试验,得出在不同负温、加载速率、含水率三因素条件下的单轴抗压强度变化情况并建立相关模型,最后通过正交试验,利用正交试验极差和方差分析法分析得出冻结弱膨胀土试样单轴抗压强度对各因数的敏感性。通过大量的冻结膨胀土试验,得出这些影响因素影响因素与弹性模量的关系。并对单轴应力-应变曲线拟合对比得知指数函数σ=a(1-e-bε)更合适用于描述冻结弱膨胀土的应力-应变关系。2.不同的固体蠕变模型根据其所包含的基本元件的不同以及元件之间的连接方式不同,具有不同的适用范围。通过对广义开尔文模型和伯格斯模型对比,得出冻结弱膨胀土的最优单轴蠕变模型,即伯格斯模型能够更好的模拟冻结膨胀土的单轴蠕变曲线。3.通过伯格斯模型拟合试验数据的结果与所构建的分数阶导数伯格斯模型的拟合结果以及试验数据结果的比较可知,虽然两个模型方程都能较好的表达冻结弱膨胀土的蠕变特性,但分数阶导数伯格斯模型能更好地反映人工冻结膨胀土的蠕变规律,相关系数均大于0.99,且随着加载时间的延长,拟合的曲线更加接近实际结果。本文得出冻结弱膨胀土单轴抗压强度特征及其影响因数的敏感性,建立的分数阶导数伯格斯模型可以较好地模拟人工冻结弱膨胀土的蠕变本构关系,可为弱膨胀土地区冻结法设计和施工提供参考。