我国西部矿区井筒穿越白垩系富水基岩,此类地层成岩相对较晚,表现出强度低、胶结弱、孔隙多、遇水泥化等特性,因而多采用冻结法施工以阻断地下水并提高围岩稳定性。在爆破掘进过程中,冲击荷载作用下经常造成冻结壁损伤和开裂,引发工程事故并延误工期,这都归因于对此类地层力学性能的认知不足,岩石抗拉强度远低于抗压强度,冲击荷载作用下多以拉伸破坏为主,因此本文利用SHPB试验系统对此地层岩石进行不同冻结温度下的动态巴西圆盘劈裂试验,从力学性能、本构关系和数值模拟三个方面展开研究与分析,主要的研究工作及结论如下:（1）对白垩系地层典型岩层进行现场取样和加工,利用分离式霍普金森压杆设备和低温冻结试验箱,对冻结砂岩试样进行了不同冻结温度、不同应变率下的动态劈裂试验,对冻结砂岩的应力-应变曲线特征、峰值强度、拉伸模量等力学参数的应变率效应及温度效应进行了分析和讨论,得出冻结砂岩动态峰值强度、峰值应变存在明显的应变率效应及温度效应,而拉伸模量表现出应变率无关性和温度相关性。（2）根据冻结砂岩试样动态劈裂试验结果,系统研究了冲击荷载下冻结砂岩能量耗散机制、破坏形态等与温度、应变率的关系,结合静力学参数得到了动态应力增长因子与应变率的关系,利用高速摄影技术对试样破坏过程中的裂纹扩展机制进行了分析,并确定了试验温度下冻结砂岩动态劈裂临界破坏阈值。（3）引入冰颗粒增强理论及界面损伤脱粘理论,对冲击荷载下冻结砂岩的本构关系进行了表征,结合统计损伤理论,对黏弹性本构模型及过应力本构模型进行改进,得到了冻结砂岩损伤型动态本构模型,并对本构参数进行了确定和影响性分析。经验证,所得本构曲线与试验曲线吻合度良好,本构模型适用于对冻结砂岩动态劈裂力学行为进行表征。（4）根据动态劈裂试验结果,利用ANSYS/LS-DYNA软件对其进行数值模拟分析,确定了试验温度下砂岩试样的HJC本构模型参数,研究了加载应变率、冻结温度对试件动态裂纹扩展过程和破坏模式的影响,并分析了不同工况下试样在冲击荷载下的应力分布及传播过程。本文以室内试验为基础,结合理论分析和数值模拟对冻结砂岩动态劈裂力学行为、本构模型及数值应用展开了系统研究,补充和完善了对此类岩石动态力学特性的认识,为西部矿区立井冻结法施工中爆破参数设计及支护优化等工程问题提供了基础参数和依据。