人工冻结法作为一种安全环保的地层加固方法，目前已被广泛应用于各类城市地下工程的施工中。对于人工冻土强度特性的正确认识是冻结法实际设计施工中需要关注的核心问题。
　　根据城市地下工程冻结法施工过程中人工冻土的实际形成过程，本文分别进行了将试样还原至初始地应力状态下进行冻结的有载冻结三轴试验和将试样提前在低温箱中无荷载冻结的预冻结三轴试验，探究了冻结施工前土体经历的长期固结作用对人工冻土强度特性的影响。同时，在有载冻结模式基础上，考虑了实际开挖和支护过程中人工冻土经历的先卸荷再加荷受力特点，设计了相应的卸荷再加荷三轴试验，研究了卸荷应力路径以及卸荷比对人工冻土强度特性的影响。最后，基于邓肯-张模型的建模思路，建立了考虑温度及围压影响的人工冻土本构模型，并分析了不同模型参数的变化规律。
　　(1)在试验温度和围压范围内，两种冻结模式下人工冻土的应力-应变曲线均呈应变硬化型，且其强度分别随温度降低及围压增大而线性增大。单位围压(100kPa )及单位温度(1℃)变化引起的强度增长分别约为3.6%~6.4%和17.5%~22.0%。人工冻土的强度基本符合Mohr-Coulomb强度准则，黏聚力随温度降低而显著增大，而内摩擦角则呈先增大后基本不变的变化特征。在相同温度和围压条件下，有载冻结人工冻土的强度始终高于预冻结人工冻土，两者差异随围压增大及温度降低而增大，最大差异幅度超过20%。
　　(2)初始卸荷作用对人工冻土的强度存在一定的削弱作用。当卸荷比较小时，相比未经历初始卸荷作用的人工冻土，其强度下降不明显。但随着卸荷比的增大，其强度弱化愈发明显，减p路径下强度下降达12%~21%，等p路径下强度下降达15%~25%，且卸荷比越大，两者强度差异越大。初始卸荷作用对人工冻土的黏聚力有较大影响，但对内摩擦角影响较小。
　　(3)依据邓肯-张模型的建模思路，通过建立模型试验参数与温度和围压之间的量化关系，构建了考虑温度和围压影响的人工冻土本构模型。模型计算结果与试验结果吻合较好，相对误差在10%之内。初始卸荷作用将使模型试验参数出现一定程度的增大，且卸荷比越大，其与常规加载路径所得结果的偏差也越大。