处于季冻区的土一般处于冬冻夏融的非饱和状态。常温下非饱和土相较饱和土获取其抗剪强度指标较为困难。此外在季冻区冬季,地表以下数米范围内土处于冻结状态,冻结后土的抗剪强度及其指标较冻结前均有很大变化。越冬基坑由于土的冻胀可能对其产生安全隐患。基于此,本文通过在常温及负温条件下进行的非饱和土三轴压缩实验获得的实验数据进行分析、拟合及以实际工程为依托对不同温度下深基坑进行数值模拟分析,主要成果如下:一、使用Geo-Experts压力板仪测量试样土-水特征曲线并从文中给出的三种土-水特征拟合曲线的拟合结果中可知Fredlund&Xing模型对实验数据拟合效果最好;各拟合模型获得的非饱和土物理参数与实际值较为一致。二、根据非饱和土三轴压缩实验结果可知:在基质吸力一定时非饱和土抗剪强度随围压的增加而增加;在围压一定时,非饱和土抗剪强度随基质吸力的增加而增加现象明显。在基质吸力为57k Pa时,基于孔隙体积与质量分布的两种分形模型的非饱和土抗剪强度公式对实验值预测效果较好,但随着基质吸力的增加,预测效果越来越差(基质吸力为400k Pa时预测偏差略有减小,可能由于原状土土性不稳定造成的),预测值普遍小于实验值,且两种分形模型预测效果差距很小。采用基于两种分形模型的统一有效应力的抗剪强度理论对实验结果预测时更加准确,大部分实验值比预测值大或相近。为了弥补高基质吸力下预测效果不佳这一不足,给出了与基质吸力或含水率相关的拟合曲线。三、根据非饱和冻土三轴压缩实验结果可知:较小围压对冻土应力-应变曲线影响不大。当围压与基质吸力一定时偏应力随温度的降低而增大;当温度与围压一定时偏应力随基质吸力减小而增大。相同体积含水量下,随着温度的降低,冻土粘聚力逐渐增加,冻土内摩擦角逐渐降低;相同负温条件下,随着体积含水量的降低,冻土粘聚力逐渐降低;冻土内摩擦角逐渐增加。在干密度一定时体积含冰量与非饱和冻土抗剪强度指标具有很强的线性关系。四、数值模拟的结果表明:在基坑周边超载不变的情况下,随着温度的降低,基坑周边沉降逐渐减小;从基坑底面隆起模拟结果得出当温度下降为0°C时,基坑底面土的冻胀是隆起现象的主要因素。当温度持续下降至-15°C,由于超载的大幅削弱导致隆起小幅回弹。由于土的冻结作用,导致桩水平位移、最大剪力、最大弯矩均随着温度的降低而增加,这是土冻胀效果的体现。将规范给出的基坑变形监测报警值与模拟值进行比较,得出在模拟工况下基坑隆起是监测的重点。