吉林西部为典型季冻区和碳酸盐渍土分布区。因气候特殊,地形地貌多样,形成大面积的盐碱地或碱斑,给工程建设造成严重危害。盐渍土中含有易溶盐,对土体工程性质影响较大。易溶盐由于外部水热环境变化,盐渍土所含吸附性阳离子具有很强的吸水性,导致土体结构的破坏造成强度的下降。因此在碳酸盐渍土地区修筑公路会产生一定的危害。为确保碳酸盐渍土地区路基稳定,冻胀问题亟待解决。土体的冻胀问题是一个多物理场耦合问题,需要从温度场、水分场和应力应变场的作用机理和变化过程进行分析。通过课题组的研究将铁尾矿砂和水泥掺入盐渍土中获得新型路基改良土,提高路基的水热稳定性。为改良土路基水热力耦合提供数据参考。本文采用室内试验、理论分析和数值模拟相结合的方法,对季冻区铁尾矿砂改良盐渍土路基典型断面进行了水热力耦合效应分析。主要研究内容为:（1）根据季冻区路基所处的环境,模拟季冻区路基顶、底温度条件,在不同冻结温度、初始含水率两个因素下,最佳含水率为15.2%的铁尾矿砂改良盐渍土进行封闭条件下的单向冻结试验,对不同位置的温度和水分进行实时数据监测,得出铁尾矿砂改良土水热迁移变化规律,即在冻结过程中,距离冷端越远,温度变化越不显著;当冷端温度为-25℃时,最大降温速率为1.68℃/h,冷端温度越低,温度下降速率越快;当初始含水率15.2%时,最大降温速率达到0.85℃/h,含水率较低时,冻结速率较快。水分会由正温区向负温区迁移;水分场的稳定时刻滞后于温度场。将铁尾矿砂改良土和盐渍土进行对比,改良土温度下降速率小于盐渍土,未冻水含量的变化小于盐渍土,说明铁尾矿砂和水泥的加入能有效的阻碍土体之间自由水的运动和盐分的迁移,使土体内部结构更加稳定,具有一定的改良效果。（2）针对季冻区路基水热迁移的问题,基于相变的热传导方程、水分迁移方程以及应力应变方程,采用COMSOL Multiphysics有限元软件中的偏微分方程模块（PDE）进行二次开发,自定义冻土路基水热力耦合数学模型,并对室内试验进行数值模拟,得到温度和水分变化规律,将试验温度变化和总含水量数据与数值模拟结果进行对比,误差在合理范围之内,因此建模合理有效。（3）以季节性冻土地区改良土路基断面为例,考虑季节变化周期温度边界条件,对改良土路基的温度场、水分场和变形场进行了耦合效应分析。结果表明,路基内温度的变化表现出明显的季节特性,温度变化只发生在路基浅层,3月份路基达到最大冻结深度1.7m;3月份路基表面体积未冻水含量减小到12.1%,9月份路基内体积未冻水含量增加到27.3%,高于路基初始含水量;路基存在不均匀冻胀变形,最大冻胀量出现在3月份,路基表面的最大冻胀量为2～7mm,而路肩最大冻胀量为4～13mm。（4）针对未来年份铁尾矿砂改良土路基冻胀变形的问题,利用路基水热力耦合模型模拟现场工况,考虑未来年份大气温度升高问题,研究了改良土路基使用5年、10年和30年后的温度场、水分场、冻胀变形的变化规律,即随着路基使用年限的增加,路基中心和路肩处温度变化呈逐渐上升的趋势;体积未冻水含量在计算的前3年变化较大,后波动较小逐渐趋于稳定;路基冻胀变形在计算的前5年变化较大,5年之后变化较小逐渐趋于稳定。