在采用冻结法施工的深厚表土层建井和软土地区地铁旁通道建设中,冻结土体单元受力处于三维状态。真三轴仪是目前室内研究融土性质的重要仪器,本文将结合温度特性,将其应用于冻土研究。本文利用安徽理工大学和长春展拓试验仪器有限公司共同研发的ZSZ-2000微机控制真三轴冻土试验机,以冻结钙质黏土为研究对象,将温度(-5℃、-10℃、-15℃)、围压(σ3=1MPa、2MPa、3MPa)和中主应力系数(b=0、0.25、0.5、0.75、1)作为试验变量,进行系列等σ3等b冻土真三轴试验。通过对比分析各主应变关系、体应变关系和应力应变关系,分别研究温度、围压和中主应力系数对冻结钙质黏土强度变形特性的影响,并将试验数据在p-q平面进行强度规律分析,将试验点在π平面上与广义Mohr-Coulomb、William-Warnke强度准则进行对比分析,得到以下结论:主应变关系,ε3方向总是表现为膨胀,随着b值的增大,膨胀速率变快;ε1方向总是表现为压缩;b值在0～0.25之间,ε2方向表现为膨胀,0.5～1之间,ε2方向表现为压缩。体应变关系,εv～ε1曲线先上升后下降,土体剪缩最大值随着b值的增大而增大,达到最大值后,向剪胀方向发展;剪缩最大值随着围压的增大而降低;1MPa和2MPa时,剪缩最大值-5℃大于-15℃大于-10℃,3MPa时,最大值随着温度降低而降低。应力应变关系,(σ1-σ3)～ε1曲线均表现为应变硬化型,偏应力值随着b值的增大先增大后减小,在b=1时回升;偏应力值随着温度的降低而增大,随着围压的增大而增大,并且偏应力值越大,冻结钙质黏土强度越高。由试验结果对冻结钙质黏土的强度参数进行计算分析,得出:黏聚力c随着温度的降低而增大,随着b值的增大先增大后减小,在b=1时回升。内摩擦角φ随着温度的降低而增大,随着b值的增大先增大后减小;破坏应力比M随着b值的增大而减小,在b=1时回升,随着围压的增大而降低。根据试验数据,拟合出b值关于强度参数的方程。根据p-q平面上的强度规律分析试样结构性,发现试样结构性强度随着温度的降低而增加,随着围压的增大而增加,随着b值的增大先增加后降低,在b=1时回升。在π平面上破坏面随着温度的降低向外扩展;随着围压的增大向外扩展;与广义Mohr-Coulomb强度准则在b=1和b=0.75较为吻合;与William-Warnke强度准则在b=0.75时存在差异,在其他条件下极为吻合。图[53]表[3]参[69]