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根据相似理论推导出人工冻结温度场和水分场模型试验相似准则。以淮南某煤矿风井井筒工程条件为背景，进行了人工多圈管冻结模型试验，获得冻结壁形成过程中，温度场和水分场的变化规律；证实了温度梯度是引起人工正冻土中水分迁移的主要原因，推导了水热耦合控制微分方程。研究结果表明：位于冻结锋面处水分迁移最激烈；在冻结区内水分不发生迁移；冻结壁内部含水量为非均匀，靠近冻结管位置含水量增加，两圈冻结管之间水分迁移量最大，达到7％～10％；内圈冻结管和外圈冻结管含水量增加8％～12％。