经济飞速发展,人口快速增长,土地资源稀缺,城市的迅速发展造成交通压力激增,阻碍城市未来发展。因此地下空间的开发与利用成为人类扩大生存空间的重要方法,人工冻结法的应用也随之变得更加广泛。但是人工冻结法施工过程中,是否已经形成完整的冻结壁难以预判,因此,有必要对冻土中波传播特性进行研究分析,使得理论研究更好的应用于人工冻结法中。通过对现有波传播特性理论的复原与研究,并分析了现有模型存在的不足之处,因此,将现有模型中未考虑到的大孔隙外的非自由未冻水量这一部分加入计算模型之中,修正冻土中波传播特性理论计算模型;并将饱和冻土中波传播特性模型成功退化至饱和双相介质Biot模型;此外,分析了频率、温度、孔隙率等因素对饱和冻结多孔介质中波传播特性的影响。考虑到实际工程中土体具有非饱和的特性,基于修正模型理论基础,提出准饱和冻结多孔介质波传播特性模型,分析波在饱和与准饱和冻土中传播特性的差异;并分析频率、温度、饱和度等对波传播特性影响。考虑到沿海城市地下工程中土层含盐的特性,基于修正模型理论基础,提出含盐饱和冻结多孔介质中波传播特性模型,分析含盐与不含盐饱和冻土中波的传播特性的差异;同时分析频率、温度、含盐浓度对波传播特性影响。考虑到沿海城市地下实际工程中的土体也具有非饱和的特性,基于上述修正模型,提出含盐准饱和多孔介质中波传播特性研究的模型,分析饱和与准饱和含盐冻土中波传播特性的差异;此外,分析频率、温度、含盐浓度、饱和度等因素对波传播特性的影响。由于人工冻结法现存的冻结壁相关问题研究的复杂性,将波传播特性的理论研究应用于人工冻结法中,对比理论计算波速结果与彭万巍等人的实验波速结果,验证修正模型的正确性;对实测实验或实际工程中超声波检测时频率选择给出建议,在低频段和中频段,波速存在不稳定性,在实际测试过程中最好选用高频段频率;最后,基于超声波波速随着冻土冻结区域的发展而改变,以此判断工程中是否已经形成完整的冻结壁,并模拟计算一定区域内的已冻土的扩展厚度,预测该区域内的土体是否完全冻结,将人工冻结法更好的应用于实际工程施工。