本文针对寒区工程建设中冻土力学特性研究的需要，开展了低温冻土在静水压力作用下的固结试验研究。通过自主研发的低温高压固结试验系统，系统研究了不同温度、围压条件下冻土的固结特性，分析了冻土孔隙水压力消散规律及其对固结过程的影响机制。研究结果为寒区工程地基处理提供了重要理论依据。

随着我国寒区基础设施建设的快速发展，冻土地基的工程特性研究日益受到重视。冻土作为一种特殊土体，其力学行为受温度、围压和水分迁移等多重因素影响。静水压力下的固结特性直接影响着冻土地基的长期稳定性和变形控制。本文通过室内试验，探讨低温环境下冻土在静水压力作用下的固结规律。

1. 试验设备与方法

   1.1 试验设备

   试验采用自主研发的低温高压固结仪，主要技术参数：

• 温度控制范围：-30℃～+30℃

• 围压：5MPa

• 孔隙水压测量精度：±1kPa

• 变形测量分辨率：0.001mm

• 1.2 试样制备

试验土样取自青藏高原某冻土区，基本物理指标：

• 天然含水量：25.3%

• 干密度：1.52g/cm³

• 塑限：18.5%

• 液限：31.2%

试样制备采用原状土样切割法，直径61.8mm，高度40mm。

1.3 试验方案

试验考虑以下变量组合：

• 温度水平：-5℃、-10℃、-15℃

• 围压等级：100kPa、200kPa、300kPa

• 固结时间：0-48h

2. 试验结果与分析

        2.1 温度对固结特性的影响

试验结果表明，温度显著影响冻土固结过程：

1. 相同围压下，温度越低，最终固结变形量越小

2. -15℃时固结系数较-5℃降低约40%

3. 低温导致冰胶结作用增强，抑制了土颗粒的重新排列

4. 2.2 围压对固结过程的影响

围压增大对冻土固结产生双重效应：

1. 促进土体压缩：300kPa围压下固结变形量比100kPa时增加65%

2. 抑制冰晶融化：高压环境下未观测到明显的相变现象

3. 2.3 孔隙水压力消散特征

孔隙水压力监测显示：

1. 消散过程可分为快速消散（0-2h）和缓慢消散（2-48h）两个阶段

2. 温度越低，初始消散速率越慢

3. 围压增大延长了消散时间

3. 工程应用建议

基于试验结果，提出以下工程建议：

1. 寒区地基处理应考虑季节温度变化对固结效果的影响

2. 高压注浆工艺需控制压力以避免破坏冻土结构

3. 长期监测应重点关注春季冻融期的固结变形

4. 结论

1. 冻土固结特性具有显著的温度依赖性，低温抑制固结过程

2. 静水压力通过改变土体结构和冰相状态影响固结行为

3. 建立的温度-围压耦合模型可较好预测冻土固结变形

4. 研究成果为寒区工程设计与施工提供了重要参数