裂隙巖體的凍脹破壞是寒區巖土工程建設中不可回避的難點問題。主要原因是低溫及凍融循環條件下水→冰相變與水分遷移產生的凍脹力引起巖體內微裂隙與貫通，從而導致災難性破壞。因此，揭示裂隙巖體內凍脹力演化規律對維護寒區巖體工程穩定和安全具有重要意義。針對現有研究成果主要集中在水→冰相變理論和未凍水含量對凍脹力影響，而其他影響凍脹力的因素（如巖石和冰的強度參數）關注較少的現狀，中國科學院武漢巖土力學研究所以含單裂隙巖體為研究對象，在若干假設條件下，通過理論推導，提出了含單裂隙巖體凍結過程凍脹力計算模型，得到的主要結論如下：
（1）影響凍脹力的因素可分為四類：1）材料的力學特性；2）外載條件；3）裂隙的形狀特征；4）有效體積膨脹系數。
（2）新定義的“有效體積膨脹系數”是一個重要的參數，不僅是影響凍脹力的最主要因素，而且可以將現有的三種巖石凍脹力學（體積膨脹理論、水遷移理論和組合理論）統一起來。
（3）除此之外，冰的彈性模量和泊松比對凍脹力的影響也至關重要；其次是外載條件、巖石的彈性模量和裂縫的形狀特征；相對來說，巖石的泊松比影響程度較小。
雖然該模型采用了一些簡單的假設，也沒有給出某些參數的精確表達式，但它為后續的研究提供了初步的理論框架。在此理論框架下，可以進一步開展大量的研究工作，如：確定有效體積膨脹系數的精確表達式，冰的流變和熱融性質對凍脹力的影響，裂縫擴展后凍脹壓力的變化等。
圖1 新定義變量及凍脹力表達式
圖2 凍脹力正確性驗證
圖3 閉孔裂隙巖體凍結過程中凍脹理論