常用的冻土开挖方法有:爆破法、热融法和机械法,尤以机械法的应用最为广泛。使用机械法实施冻土破碎的主要设备包括:松土机、耙路机、推土机、斗齿式挖掘机和链式挖掘机等,可根据不同的冻土状况进行选用。实践发现,以上破碎方式都存在不足之处。为此,相关研究人员开展了冻土的切削破碎试验研究,并从中发现:与其它方式相比,切削破碎具有耗能少、效率高等优点。为了对冻土的切削破碎机械(削刀等)进行优化设计,本文以冻土力学和材料力学作为理论指导,以低温实验室作为试验环境,以旋转运作的机床作为切削机,选用兰州黄土制作切削试样,使用直面锐刃型切削刀具进行了圆柱形冻土的切削试验(旋切),得到了一系列试验数据,并以此为参照,应用摩尔-库伦强度准则和极限平衡理论,建立了适合本次试验的切削模型,用模型得到了与试验相符的模拟结果。本文的主要结论如下:1、在1mm的切削深度范围内,随着切削深度的增加,切削力近似线性增长;2、切削力随着含水率的增大先增大,当含水率达到17%-18%时,切削力达到最大,之后随着含水率的增大会基本保持不变甚至出现减小的趋势;3、在有限的切削速度范围内(80.86mm/s,116.43mm/s,161.71mm/s),切削力随切削速度的变化不明显;4、切屑质量随切削深度及含水率的增大均增大;5、应用所建立的切削模型,得到了切削阻力的理论公式,并通过回归分析,给出了与试验数据相符的理论模拟结果。