人工冻结法在软土地区的地下工程中的应用越发广泛,但冻结后产生的冻胀融沉现象给结构本身及周围环境产生了不良影响甚至发生事故,因此冻胀融沉控制措施研究提上了日程。控制冻胀是避免融沉的根本手段。依据这一思路,结合上海长江隧道工程和上海轨道交通4号线修复工程,本课题开发研究先用水泥对土体改良再行人工冻结的技术以达到先减少冻胀从而控制融沉的目的。由于该技术缺乏一定的理论基础及适用国内地质状况的工程经验,因此需要借助试验手段对该技术进行验证。上海地区是我国具有代表性的软土地区,对其分别代表粘土和砂土的⑤₃粉质粘土和⑦_-2粉砂层进行水泥改良前后的实验比较研究,则能较好地研究这一技术。具体包括:（1）通过未冻土常规土工试验揭示出这两层土的基本差异,测试改良前后土体的密度、含水率、渗透率,发现加入水泥后土体渗透率降低;（2）对改良前后土体展开力学实验。横向比较两层土冻结性能差异,纵向分析了各层土力学参数改良后的变化规律。结果表明,两层土水泥改良后其冻结性能较相应土层都大有改善,且随着温度的降低,其强度随着水泥含量的增多而呈Boltzmann函数上升趋势。（3）开放系统下的冻胀融沉实验中着重考察了水泥含量对冻胀率、融沉率的影响。结合土工实验数据,实验发现水泥的加入使得未冻土的透水性降低,有效限制水分迁移,阻止冻胀时吸收必需的水分,降低了析冰作用,从而有效地控制冻胀的发生。同时,水泥颗粒也使得土颗粒间的结合力加大,抵抗破坏土颗粒骨架的能力提高,从而抑制解冻时土体的沉降。（4）工程上主要考虑冻胀对地表隆起的影响,而该技术尚未在国内工程中应用,本课题结合实验数据和冻胀引起的地表隆起曲线拟合公式针对上海轨道交通4号线修复工程的垂直冻土壁进行计算,从理论计算角度考察该技术在工程上应用的有效性。计算发现,水泥改良后的冻土引起最大地表隆起量和总体地表隆起量均减小。说明水泥改良后再行冻结能有效降低冻胀对周围环境的影响。综合所有数据分析,发现水泥改良土体后再行冻结增加了土体的冻结性能的同时有效控制土体冻胀融沉。这一方法值得在人工冻土工程中验证和推广。