凍土は、土粒子、氷、水および気体から構成される多相複合岩盤材料であり、その一軸力学挙動は温度およびひずみ速度に著しい感度を示す。本研究では、異なる温度条件（-5 ℃、-10 ℃、-15 ℃、-20 ℃）およびひずみ速度条件（10^-3 s^-1、10^-4 s^-1、10^-5 s^-1）の組み合わせ下で12回の凍土一軸圧縮試験を実施し、凍土の一軸力学特性の進化規則を体系的に分析した。これには、温度低下およびひずみ速度増加により強度が向上し、延性変形が急激に低下する変形規則、ならびに温度とひずみ速度のカップリング作用によりピーク応力、ピークひずみおよび残留応力が顕著に調整されることが含まれる。温度-ひずみ速度カップリング挙動のモデリング難題に対して、平行移動変換に基づき三軸引張強度σ_Tを導入し、凝集効果を修正したケンブリッジモデルのひずみ硬化式を導出し、類似的に凍土の一軸圧縮ひずみ硬化式を構築した。潜在的な一軸抗圧強度のひずみ駆動劣化関数を構築することにより、異なる温度およびひずみ速度条件下での凍土の一軸圧縮力学挙動のひずみ硬化／軟化特性を記述可能な構成関係を得た。温度-ひずみ速度関連試験結果の分析により5つのモデルパラメータを決定し、試験的検証を行った。結果は、本モデルが温度およびひずみ速度の結合影響下における凍土の力学応答を効果的に捉え、凍土力学関連工学の設計・解析に理論的支援を提供することを示している。

凍土; 温度; ひずみ速度; 一軸圧縮試験; 構成関係