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随着地下空间开发利用的迅速发展，人工冻结技术越来越多的被运用到隧道、地铁建造等市政工程中，实践中往往会遇到渗透性较大的砂质土，由于渗流带来不断的热量补给，可能会导致冻结壁不能达到设计厚度甚至不能交圈，地下水渗流的影响一直是人工冻结技术研究的焦点。而现场实测或数值计算的局限性，以及已有试验模拟设计的缺陷，对人工冻结技术应用中地下水渗流的影响作用研究不够深入，且对临界地下水流速的争议较大，因此论文以相似理论为基础，改进相似模型的模化设计，通过模型试验研究渗流条件下冻结壁的形成过程，总结冻结壁的发展规律，对渗流条件下人工冻结工程具有一定的实际意义。 本文总结了国内外渗流试验装置设计方案，推导了渗流条件下人工冻结的相似准则，以模化设计为基础设计了四种不同渗流速度下的物理模拟试验，获得了三管冻结的温度场发展实测数据。利用计算机软件绘制出相应的温度监测曲线和温度场变化云图，研究了冻结壁在不同渗流条件下形成和发展的规律。研究表明，渗流较小时，渗流主要作用表现为延长冻结壁的交圈时间，对冻结壁最终厚度影响不大，当渗流速度较大时会导致冻结壁厚度不均，当渗流到达某一速度后冻结壁不能交圈，甚至不能发展。本论文的研究成果对与冻结施工的设计和优化有着一定的参考作用。