土体冻结后并非土中所有的液态水都转变为固态冰，由于颗粒表面能的作用，土体中始终保持一定数量的液态水，称作未冻水[1]，是影响冻土导热性、渗透性、强度、变形等特性的重要参数。冻结特征曲线描述了土中未冻水含量随温度变化的规律，给出适用不同土质的冻结特征曲线计算模型具有重要的工程价值。利用核磁共振技术测量土壤水分中氢原子核的横向弛豫时间，根据氢质子的含量及分布特性可以快速、准确、无损测试土壤水分含量及水分运动特性[2-4]，已广泛应用于冻土未冻水含量的测试研究[5-9]。
式中：wu为温度T条件下的未冻水含量；Tf为土体冻结温度；wb为在温度极低情况下土体中存在的未冻水含量；wa为Tf温度下土体中最小未冻水含量；a是与土质有关的参数。
Tsytovich[10]描述的冻结曲线在温度点Tf处发生突变，具有不连续变化的特点，Michalowski模型描述的冻结特征曲线描述了过渡阶段的水分变化，不包括剧烈相变阶段和冻实阶段（图 1中曲线b所示），这样解决了冻结特征曲线在冻结温度点（剧烈相变阶段）处不连续的问题，在应用于数值模拟计算时十分方便，而且能很好地描述未冻水含量的变化规律。Michalowski模型中的有4个参数，其中Tf可由冻结温度曲线试验得到，wa和wb可由未冻水含量试验得到，a可利用未冻水含量的实测数据拟合得到，可见Michalowski模型参数的确定十分依赖实测数据，且试验测试的工作量较大，这限制了该模型的应用。
本文利用核磁共振技术对6种土体的冻结特征曲线进行了试验研究，从初始含水率和土质两方面对Michalowski模型参数进行了分析，利用Michalowski模型参数的特征对模型进行了改进，得到以下4点结论。
（1）冻结特征曲线与初始含水率无关，当土体的初始含水率大于wb，冻结过程中不同初始含水率土体的冻结特征曲线相同。
（2）在Michalowski模型冻结特征曲线上，以wa为分界点可以将Tf温度下的土中水划分为冻结水和未冻水两部分。冻结水主要成分是毛细水和自由水，与土颗粒表面作用较弱，其冰点接近纯水冰点。
（3）不考虑温度影响时，模型参数wa近似等于土中最大结合水含量，wa带有土体颗粒粒度分布和矿物组成两方面信息，相较于土体的液塑限指标具有更加明确的物理含义，可以作为表征和分析黏性土特性的重要指标参数。
（4）单参数Michalowski模型在实现对未冻水含量的良好预测的同时，可极大的降低模型的使用难度，提升模型的实用价值。模型中未考虑盐分，外荷载、密度和冻融历史的影响，应用时具有一定局限性，模型的适用范围，有待更多数据验证。
