1. 研究目的与意义
目前各大城市正在兴建的地铁施工中，当地铁隧道处于松软含水底层时，盾构进出洞和联络通道存在着诸多危险工况，通常会采用搅拌桩、旋喷桩或注浆等方法对土体进行加固处理，但使用这些方法也存在加固效果（强度或渗透性）不满足要求的情况。人工土冻结法由于基本不受支护范围和支护深度的限制，能在极其复杂的工程地质和水文地质条件下形成冻土墙，具有严格的防水性和无污染性，对于解决许多传统岩土工程方法难于解决的问题具有极好的效果，故在水泥土加固失效后可以采用人工冻结法加以补充加固。人工冻结法是利用人工制冷技术，是地层中的水结冻，把天然岩土变成粘聚力大、强度高、压缩性低和隔水性好的冻土，使得地下工程在冻结壁的保护下进行施工的特殊施工技术。然而采用冻结法施工时存在着冻胀和融沉问题，过量的冻胀或融沉会对地表建筑、地下结构和管线产生破坏作用。因此冻胀和融沉的防治问题备受工程界的关注。目前用来控制冻胀的方法大多只能治标，控制融沉主要采用事后控制即用跟踪注浆的方法来解决，但注浆量和注浆时间主要靠经验选择，缺乏精确的计算，经济效果和工程效果并不理想。
试验表明，融沉与冻胀密不可分，而水分迁移是冻胀的主要原因，因此控制水分迁移是控制冻胀从而控制融沉的根本途径。本文以南京三桥粘土及南京新街口苏宁电器广场砂土为基础，从实验的角度研究水泥改良土体再行冻结的可行性及有效性。
2. 国内外研究现状分析
见文献综述
3. 研究的基本内容与计划
5.1研究内容
本文在室内试验基础上结合理论，研究水泥改良土的最佳掺量及冻胀融沉特性。主要取南京三桥粘土及南京新街口苏宁电器广场砂土两种土质，分别进行水泥改良土冻胀融沉特性研究，具体研究内容如下：
（1）利用南京林业大学现有自行研制的一套冻土冻胀融沉实验装置，针对粘土和砂土土质，分别研究水泥掺量为0%、2%、4%、6%、8%、10%、12%、14%、16%、18%、20%时水泥土的冻胀量和融沉量。试验条件分为以下两种：a、开放型，即冻融过程中有水源补充；b、封闭型，即冻融过程中无水源补充。
4. 研究创新点
针对工程上主要通过跟踪注浆这种被动的方式来解决融沉问题，本文提出先对土体进行改良再行冻结，从而达到主动控制融沉的目的。通过改良土体达到降低土体透水性、限制水分迁移的目标，进而从根本上解决冻胀融沉问题。这种方法能够最大程度地控制冻胀和融沉，具有重要的应用价值。
