Ескерткіштің орнында төрт қазба салынды. Мөлшері 500 шаршы метрді алатын бірінші қазба Шымкент қала жұртының оңтүстік-батыс учаскесінде, шахристанның батыс қапталынан салынды. Екіншісі цитадельде, үшіншісі қала жұртының солтүстік қабырғасында, төртіншісі шахристанның солтүстік-шығыс бұрышында қорғаныс мұнарасының шығыс шетінде салынды.

№ 1 қазба нәтижесінде шахристанның мөлшері 50*10 шаршы м учаскесі аршылды. Зерттеу жұмыстарының нәтижесінде өзара бос топыраққа толтырылған, қалыңдығы әртүрлі екі параллель қабырғадан тұратын қорғаныс құрылысының сәулеттік-археологиялық конструкциялары табылды. Қабырғалар мөлшері 42*52-54 және 55*52-54 см қам кірпіштерден қаланған. Қамалдың қабырғаларына өлшемдері әртүрлі он екі бөлме жалғасқан. Бөлмелердің қабырғалары мөлшері 33*20*9 және 32*20*7 см қам кірпіштерден қаланған, олар қорғаныс қабырғасына перпендикуляр жасап жалғасқан. Қабырғаның ішкі беті сыланған және әктелген. Бөлмелердің кейбір жерлеріндегі қалқан қабырғалары қам кесектен немесе домбаздалған балшық – куәләктан соғылған.

Қазбаның солтүстік жағынан шыққан №1 бөлменің жарым-жартылайы ғана аршылды. Ені 50 см қабырғаның 2,5 м ұзындықтағы үзігі батыстан шығысқа қарай созылып жатыр. Қабырға үйінділерінің арасынан үй малының сүйектері және кейінгі ортағасырлык керамиканың бірен-саран сынықтары шықты.

№2 бөлме. Аршылған бөлменің ені 2 м, оған батыстан шығысқа қарай созыла отырып жалғасқан қабырғаның ені 50 см. Қорғаныс қамалының деңгейінен 60 см тереңдіктегі жерде күлдің даты бар, ол көлденең жаткан қабырғалардың астына өтеді. Бұл жәйт бөлменің қайта салынғандығын айғақтайды.

№3 бөлме. Шығыстан батысқа қарай созылған қабырғаның ұзындығы 3,5 м. Онын ені 4 м. Ені 1,75 см, биіктігі 65 см, ұзындығы 2,20 см, көлемі 33*20*9 см шикі кірпіштен қаланған пеш табылды. Қамал дуалының түбінен үлкен үш тас және көптеген темір бұйымдар (ат әбзелдері, қару-жарақ және т.б.) табылды. Бұл жерде де №2 бөлмедегідей 60-65 см тереңдіктен, қабырғалардың астына кеткен күлдің үлкен даты байқалады.

№4 бөлме. Мөлшері 5,75*4,5 м. Оның қамал дуалы мұнарасының кіре берісіндегі учаскеге жалғасып жатқаны аршу барысында анықталды. Кіре берістің ені 3 м, топырақпен толтырылған орынның қалыңдықты 1 м. Оны қалауда мөлшері 25*15 см куәләк пайдаланылған. Оңтүстік қабырғадан 1,5 м жерден ені 50 см тағы бір қабырға табылды. Оның оңтүстік жағы сыланып, әктелген.

№5 бөлменің мөлшері 5*4,5 м. Солтүстік қабырғасының ені 50 см, оңтүстік қабырғасы сапталмаған. Бөлменің солтүстік-батыс және оңтүстік-батыс бұрыштарында ағаш бөренелерден қалған диаметрі 25 см қуыстар сақталған. Қуыстарда шіріп кеткен ағаш ұстындардың қалдықтары бар.

№6 бөлменің мөлшері 3,5*4,5 м. Бөлме өте нашар сақталған. Бөлменің оңтүстік-батыс бұрышынан ағаш қалдығы сақталған қуыс қана табылды.

№ 7 бөлменің мөлшері 3,5*4,5 м. Шығыстан батысқа қарай есептегендегі қабырғалардың қалыңдығы 50 см. Шығыс қабырғаның орнын ішкі жағынан ғана байқауға болады. Солтүстік қабырғадан бір ресейлік және бір жергілікті екі оқ табылды.

№8-12 бөлмелердің нашар сақталуының себебі, олар ертеректе аршылған болса керек. Бұл жерде де шатыр ретінде ағаш мәткелер пайдаланылған. Қабырғалардың бойынан ағаш қалдықтары бар қуыстар табылды.

Аталған қазбаның оңтүстік шетінен, көлденеңінен стратиграфиялық траншея салынды. Ол 3 м тереңдікке жеткізілді және Қоқанд кезіндегі қамал дуалының қабырғасының орнын ашты. Одан әрі 2 м шамасындағы тереңдіктен XIX ғ. І-жартысына немесе орта тұсына жататын көзеші пеші табылды.

Қазбадан шыққан керамиканың аздаған жиынтығы XIX ғ. ІІ-жартысы мен орта тұсына жатады. Табылған ыдыс ақ немесе көгілдір фон үстінен марганец немесе қара түсті өрнектермен әшекейленген. Сапасы төмен, көмескі түсті шыңылтыр пайдаланылған. Ыдыстарды әшекейлеуде ортасы өсімдікті өрнектермен, кейде әншейін ғана сілтейледмен безендірілген өрнектер қолданылған. Ыдыстың безендірілген ортасы өсімдік сабақтары, ирек сызықтар, майда торшалар немесе көпсәулелі жұлдызшалармен толтырылған белдеудерге бөлінген. Осыған ұқсас керамика Отырар мен Түркістанның кейінгі ортағасырлық материалдары арасынан да кездеседі. Сонымен қатар, бұл дәуірге тән емес күлгін немесе сарғыш түсті шыңылтыр жалатылған тостақ пен табақ сынықтары да кездеседі. Көзеші пешінен ыдыс сынықтарынан басқа керамикалық пеште ыдыс күйдірген кезде ыдыс астына қойылған төсеніштер табылды.

№2 қазба. Қамал цитаделінің стратиграфиясын анықтау мақсатында, оның батыс шетінде көлденеңінен ұзындығы 14 м, ені 1-2 м және тереңдігі 1-2 м үлкен траншея салынды. Оның оңтүстік шетінде ұзындығы 11) м-ден сәл асатын, тереңдігі 3 м шамасындағы екінші бір тік траншея салынды.

Көлденеңінен созылған траншея қалыңдығы 3 м тығыз қалақты кесіп өтті. Қалақтың сақталған биіктігі 1,5 м-ден асады, бұл, сірә, цитадельдің орталық құрылысы қабырғасының іргесі болса керек. Одан оңтүстікке қарай, траншеяның бойынан цитадельдің үстіңгі алаңы қабырғасының шайылуынан пайда болған борпылдақ топырақ шықты. Оның қалыңдығы 1 м- ге жетеді. Одан төмен қоқыс және көмір-күлді жұқа қатпар аралас мәдени шөгінділер шықты. Траншея VI-VII жікқабатының деңгейіне дейін жеткізілді. Көлденеңінен салынған траншеяның оңтүстік бөлігінде, VI жікқабат деңгейіндегі шұңқырдан шойыннан құйылған, калибрлері әртүрлі ядролар көптеп табылды. Олардың калибрі Оңтүстік Қазақстан облыстық тарихи-өлкетану мұражайы қорларындағы сақтаулы тұрған қарулардың калибріне сәйкес келуіне қарағанда, табылған зеңбірек оқтары Қоқан гарнизонында болған қарулардікі болса керек. Осы орайда, 1866 жылы Шымкентке келген А.К. Гейнс цитадельде Қоқандықтардан қолға түскен 69 зеңбірек пен оның оқтары бар деп жазып кеткенін еске алуға болады.

Цитадельдің батыс қасбетін кесіп өткен, тігінен салынған траншея 3 м астам тереңдікке дейін жеткізілді. Оның ұзындығы 11 м асады. Цитадель қасбетінің шығыс шетінде, жоғарғы құрылыс қабатынан шайылып кеткен үймек орны табылды. Ол 0,5 м биіктік шамасында сақталған. Үймек борпылдақ топырақтан үйілген. Цитадель дуалы осы үймектің үстінен көтерілген көрінеді. Үймектен шығысқа қарай жерден, траншея күл мен қоқыс басып қалған бөлмені кесіп өтті. Бөлменің ені 3 м-ге жуық. Бұл, сірә, цитадельді қоршаған дәліздің орны болса керек. Ең жоғары орналасқан архитектуралық қаңқалар цитадель төбесіндегі реперлік нүктеден есептегенде VI және VII жікқабат деңгейлерінде жатқан. Одан төмен, Х-ХІІ жікқабат деңгейлерінде қолдан жасалған тұғыр немесе стилобат жатыр, оның үстінен жоғарыда суреттелген XIX ғ. дәлізі қаланған. Бүл, қоқан уақытының цитадель дуалын тұрғызу үшін қолдан үйілген стилобат екені даусыз. Аталмыш стилобат үйіндісінің арасынан XIX ғ. керамикасымен қатар, ертерек уақыттың, б.з. I-IV ғғ. керамика сынықтары да кездесіп отырады. Сонымен, тігінен салынған траншеядағы зерттеулер Шымкент қаласының қазіргі қалпындағы цитаделі XIX ғ., Қоқан билігінің кезінде салынғанын көрсетті. Қоқан уақытының цитаделі стилобадында ертерек уақыттағы цитадель қалдықтары қалып қоюы да мүмкін.

Қоқан уақытына жататын цитадель фортификациясының ерекшеліктері жайлы сөз етер болсақ, онда, айналдыра көтерілген сыртқы қабырғаның ішінде, орны цитадельдің батыс қасбетінің жоғарғы деңгейімен салынған қима нәтижесінде анықталған, ені 3 м шамасындағы дәліз болған.

№3 қазба Шымкент қала жұртының бекініс жүйелерінің ерекшеліктерін анықтау мақсатында, шахристанның солтүстік қабырғасының бойынан салынды. Шахристан ежелгі табиғи лессті төбешікте орналасқан, шахристан құрылыстарын салу барысында төбешікті қиылысқан бедері қолданылған. Ені 2 м, ұзындығы 10 м асатын қима Шымкент қала жұрты цитаделінен шығысқа таман орналасқан үймекті кесіп өтті. Қимадан Қоқан уақыты шахристанының қамал дуалының орны аршылды. Дуал екі қатар тығыз пахса блоктарынан қаланған, табанындағы ені 2,5 м-ге жуық. Ол 1 м астам биіктікте сақталған. Дуал арнайы тығыздалған үйіндінің үстінен көтерілген. Үйіндінің сұр топырағы арасынан саз балшықтың жекелеген жентектері мен күйдірілген кірпіш сынықтары кездеседі.

Бұл үйіндінің астынан XIX ғ. бас тұсына жататын құрылыс орындары мен мәдени шөгінділері кездеседі. V жікқабаттың жоғарғы деңгейінде беті тегістелген, қалыңдығы 5-10 см, тығыз саз балшықтан төселген еден жатыр. Қиманың батыс кескінінен, қала жағынан бүл еден пахсадан қаланған тұғырға немесе сыпаға келіп тіреледі. Бұл жерден жартылай шіріп кеткен мәтке табылды. Осы жерден, еденнің оңтүстік шетінде, қиманың батыс кескінінен көмір мен күл іздері бар ошақ орны табылды. Қиманың батыс кескініндегі сыпа астынан қоқыс аралас борпылдақ топырақ шықты.

Қиманың шығыс кескіні бойымен, VI жікқабат деңгейінен бастап, тура ортадан қоқыс төгуге арналған үлкен шұңқыр - бадраб орны шықты. Оның диаметрі 1 м асады. Бадрабтың оңтүстік жағында тығыз тапталған саз балшық жатыр. Бадрабтан солтүстікке таман екі бөлме әртүрлі уақытта көтерілген, екі пахса қалағы шықты. V-VI жікқабаттар деңгейінің үстінде орналасқаны ашық түсті тығыз саз балшықтан, ал VI-VII жікқабаттар деңгейінен төмен жатқан қалақ тығыз сары түсті саз балшықтан қаланған. Қимадан шыққан керамиканың көпшілігі XIX ғ. жатқанымен, арасында ертерек уақыттың ыдыс сынықтары да кездеседі. Біріншілердің арасында ақ немесе көкшіл фонның үстінен шыңылтырлы өрнектер жүргізілген кесе, табақ сынықтары көзге ерекше түседі. Бүл түптері шеңбер немесе диск пішінді, XIX ғ. тән өрнектері бар дастархандық ыдыстар. XIX ғ. керамикасы арасында Қарахан дәуіріне жататын ыдыстардың сынықтары бар. Олардың арасында қазан қақпағы мен шыңылтырлы табақ сынығы бар. Тот басқан темір бұйымдар мен пышақ сабының сүйек қаптамасы да осы жерден шықты.

№4 қазба шахристанның шығыс бұрышында, қамал дуалының шығыс мұнарасының' маңынан салынды. Бұған түрткі болған себеп, бүл жерден бұрын қамал мұнарасы орналасқан жерде, қала жұртының солтүстік-шығыс бұрышындағы қимадан құрылыс қалдықтары шыққан болатын. Жер бетінен 1,5 м тереңдікте, қарахандық дәуіріне тән тік төртбұрышты күйдірілген кірпіштен қаланған қабырға қалдықтары шықты. Қалақ әдісі де оның қарахандық уақытқа жататынын көрсетті. Қабырға үзігінің сақталған биіктігі 50 см, ұзындығы 1,5 м шамасында. Қабырғаның жоғарғы жағы домалақ мұнара іргесіне тән әдіспен қаланған. Бұл жерден мөлшері 16*8 м қазба салынып, ол солтүстік-шығыс бұрышында, ең жоғарғы нүктесінен есептегенде, 3,5 м тереңдікке дейін жеткізілді.

Қазбаның бүкіл ауданынан тығыз саз балшық жентектер мен қам және күйдірілген кірпіш сынықтары аралас құрғақ та борпылдақ топырақтан тұратын шөгінді тазаланды. Күйдірілген кірпіштің мөлшерлері 25*25*4 см (кейінгі ортағасырлық, шаршы пішінді) және 30*15*5 см (қарахандық уақытқа тән, тік төртбұрышты) келетін екі түрі бар. Бұл қазбаның да керамикалық жиынтығы XIX ғ. орта тұсы мен екінші жартысына жатады. Әсем ыдыстар аз кездеседі. Олжалар арасында кесе, тарелке, табақ және пішіндері әртүрлі көзе сынықтары бар. Ыдыс-аяқ өрнегі дәстүрлі: түбінде өсімдікті шиыршықтар, жиектерінде ирек сызықтармен немесе өсімдікті элементтермен безендірілген шеңбер белдеулер салынған. Сондай-ақ, ыдыстың ортасы крес тәрізді төртке бөлініп, безендірілгені де кездеседі.

Шымкент қала жұртында жүргізілген қазба жұмыстарды қорытындылай келе, қаланы орыс әскерлерінің 1864 жылдың қыркүйегінде басып алғанынан кейін, цитадель мен шахристан жобасы біршама өзгертілгенін атап өту керек. Қамалдың сыртқы дуалы өзгертілмегенмен, қамалдың ішкі бөлігі гарнизонның мұқтаждығына сай өзгертілді. Бұл бірінші кезекте №3,4 қазбалардағы бөлмелердің қайта салынуынан және №1 қазбадағы байқалған өзгерістерден көрініп, Қоқан қамалының орнында орыс гарнизоны, ал цитадельдің өзінде әскери госпиталь орналасты деген А.К. Гейнстің мәліметтерімен сәйкес келеді. Өзгерістер заттай мәдениетте де болғандығы байқалады. Жергілікті керамикалық өндіріс өнімімен қатар Ресейлік фабрика өнімі де пайда болғандығы көрінеді.