混凝土以其原材料来源广,就地取材,工艺简便,生产成本低而被广泛用于工程建设领域当中。但在永冻地区特别是两极地区,混凝土的使用受到限制,因此冰这种材料就凸显出其优势。但是冰因其强度低、变形能力差而不能被广泛地运用到工程领域。参照钢管混凝土结构的工作原理,本文提出钢管冰柱这一组合结构,并进行有关力学试验研究。具体研究内容如下：(1)对9个钢管壁厚分别2mm、3mm、4mm的圆钢管冰短柱和9个钢管壁厚分别2mm、3mm、4mm的方钢管冰短柱进行了单轴压缩试验研究,试验参数是钢管壁厚。试验结果表明：核心冰柱因处于三向受力状态,其压缩强度和变形能力都得到大幅提高；由于冰的强度低,钢管的轴向承载力占试件总承载力的大部分；随着钢管壁厚的增加,核心冰柱受到的横向约束作用越来越强；由于圆钢管对核心冰柱的约束作用较方钢管好,因此前者的承载力和变形能力都更高。(2)基于试验数据,对试件进行剥离应力分析,最终得到了钢管的轴向应力—轴向应变关系曲线、横向应力—轴向应变关系曲线、折算应力—轴向应变关系曲线、约束应力—轴向应变关系曲线及核心冰柱的轴向应力—轴向应变的关系曲线,把处于复杂受力状态的核心冰柱和钢管分解开来,并分析了两者的相互作用机理,对钢管和核心冰柱的协调作用关系有了更加明了和深刻的认识。(3)基于剥离分析得到的核心冰柱应力—应变关系数据,经回归得到了本试验条件下处于复杂应力场的核心冰柱的本构模型,通过与试验数据比较,其吻合较好。但由于试验参数单一、参数变化范围小,还需进一步试验研究来验证本构模型的正确性。同时建立了钢管冰柱的极限承载力计算公式。