深土凍土力學

（1）力學參數是深度的函數。天然凍土基本不受有外載，即使深10～20 m的土所受外載也很小，可以認為是在無外載條件下，一維（大面積）傳熱形成的凍土。而深土凍土是人工製冷在有外載（也稱“高圍壓”）條件下形成的。這個外載是土賦存深度的函數。所以深土凍土的力學參數是深度的函數，甚至其物理參數也與深度有關。這些關係和規律有待試驗研究。 ^[1] 

（2）特殊的荷載歷史。深土凍土力學的特點之一是以人工製冷形成的凍結壁，在形成中和形成後都受外載。然後在凍結壁內側一維或二維突然減載至另一結構物建成阻止其變形後，凍結壁內側又存在一維或二維的增載過程。所以深土凍土和淺土凍土的應力——變形關係（本構關係）、力學行為、破壞準則和強度理論有何不同有待研究確定。因此將淺土凍土力學的成果外延應用到深土凍土時，常常造成計算結果或設計結果的較大誤差，甚至錯誤，給工程造成嚴重後果。 ^[1] 

（3）深土凍土力學性質的實驗方法和數值確定方法有待建立。淺土凍土力學多用在一維承載或凍脹對結構物影響的研究，故用常規的材料力學試驗方法，即加載過程試驗，求得試件力學參數並應用於工程是可行的，它已被工程實踐所證實。而深土凍土力學應用在已受載條件下形成的凍土，且在一維或二維卸載後變形受阻轉為加載的荷載歷史。故需用有載荷條件下製造試件，用卸載和變載試驗求得其力學特性參數。所以從試驗方法、設備都要改變。重新建立深土凍土力學參數的實驗方法、設備和規範就成為急迫而必要的了。 ^[1] 

（4）要研究試件力學參數與結構強度的關係。在材料力學中研究固體材料（特別是金屬材料）在均質的、彈性的、小變形的前提下建立的彈性力學可以求出簡單結構物的應力分佈，再與加載過程的試件力學參數值結合，來確定結構物安全的整體強度和穩定性的方法是成功的。但對於非均質、非彈性的凍土仍用上述方法，無論是應力分佈和材料力學參數，以及力學參數與結構形式和幾何尺寸的關係有待研究。混凝土材料不只作試件強度，而且作原型結構試驗進行對比後得出試件強度（標號）與不同構件條件下可取用的材料強度值的關係。它可作為深土凍土力學參數與凍結壁結構強度關係研究的借鑑。目前只作試件力學參數研究對於深土凍土力學來講，試驗與工程是脱節的。改變這一局面是一個亟待解決的課題。 ^[1] 

深土凍土力學的基本研究內容應當包括:（1）在研究深土的力學參數與深度（即圍壓）間關係的基礎上，實驗研究深土凍土力學物理參數、力學特性及數值與深度的關係;（2）深土凍土（即有圍壓條件下形成的凍土）力學性能參數的實驗方法和數值的確定;（3）研究有圍壓條件下形成的凍土試件，在卸載或變載試驗條件下的本構關係、破壞準則和強度理論;（4）深土中凍土試件強度與凍結壁強度間關係（包括幾何效應和均質效應等）的實驗研究;（5）深土中土、凍結壁、工程結構物間力學、熱學及其耦合作用研究;（6）深土中凍結壁形成和解凍過程與土性和地下結構物間的力學關係;（7）其它深土中人工凍結工程中力學問題研究;（8）深土凍土力學的試驗方法、原理及測試技術。對深土凍土力學的研究方法有些可以借鑑淺土凍土力學的方法和成果。但許多內容是從實驗開始。首先要明確深土凍土力學的學術思想和特點，並在其指導下開展深土中凍土力學的力學特性、本構關係、破壞準則和強度理論的實驗研究，並逐步上升到規律和理論。 ^[1]