粗颗粒硫酸盐渍土多分布于中亚、西亚与我国西北部地区,硫酸盐独特的物化性质与当地的干旱、昼夜温差大等气候条件相结合,带来了很多的工程困扰,包括引起高铁路基上拱等问题,造成了巨大的经济损失,影响高速铁路运营舒适性、平稳性和安全性,造成了巨大的经济损失。本文以现场调研、现场监测、室内试验、理论计算为研究手段,主要针对硫酸盐渍土盐胀机理进行研究,具体工作及相应成果如下:（1）推导了碎石类盐渍土中部分含盐量与总含盐量之间的理论关系,设计了相关室内试验,使用离子色谱法研究了不同盐分种类（氯化钠、硫酸钠、硫酸镁、氯化钾）、不同盐分含量（0.5%～5%）、不同级配、不同筛径（1 mm,2 mm和5 mm）对碎石类盐渍土中部分含盐量的影响。通过分析比较得知,大部分情况下,细粒素土与盐分的过筛率之比都在1-2之间,并且基本不受总含盐量影响;不同盐分的过筛率不同;5 mm筛所得试验结果最为稳定,代表性强,推荐使用;总含盐量较低的情况下,不同盐分之间的分析结果影响较小,因此对该理论进行了一定简化,保证了一定的准确性与易用性。最后,提出了一套完整的碎石类盐渍土总含盐量测试方法。（2）将土颗粒基质简化为球形,孔隙未冻水简化为土颗粒表面的未冻水膜,假定未冻水膜厚度与基质对冻结温度的抑制为幂函数关系,并且孔隙溶质的溶解度仅受温度控制,得到了盐渍土的未冻水含量理论模型。使用该模型进行了参数化研究,分析了不同情况下的盐渍土相组成特性。通过与前人试验数据的对比,验证了模型的有效性,并且很好地解释了二次相变物理现象。（3）通过室内盐胀试验,研究了不同含盐量、含水率条件下的粗颗粒盐渍土试样在分级降温条件下的变形和温度的变化规律,分析了盐渍土盐胀体变特性,提出了临界结晶温度的经验模型;基于计算所得的理论结晶量,建立了正温区间内的盐胀变形预测模型。降温过程中,试样膨胀一般主要发生在30℃→10℃和0℃→-10℃区间内;盐胀与盐水比正相关,但是如果出现冻胀的话情况更加复杂,膨胀量会在较低含盐量下出现峰值,该峰值对应于冻结前孔隙盐分全部溶解的情况下的最大含盐量（土体骨架最疏松）。（4）通过控温三轴剪切试验,研究了不同条件下冻结砂土的力学特性。结果显示,冻结前的盐分溶解状态对冻结后的力学性质有强烈影响。弹性模量主要受含盐量影响,而含水率则影响界限含盐量大小;不同含水率和温度情况下,围压对弹性模量影响不同;粘聚力和内摩擦角随含盐量的变化存在界限值。（5）对兰新客专硫酸盐渍土病害路段进行了调研,总结了病害情况和分布规律;选取了病害工点进行了水热盐与变形监测,分析了路基随时间的内部水热盐、变形规律;进行了硫酸盐侵蚀水泥改良石粉室内膨胀试验,研究发现,试样膨胀率随硫酸盐含量增加而增加,但是随水泥含量增加而减小。