改革开放以来，我国的经济建设有了突飞猛进的发展，公路、铁路、水利水电等设施的建设大规模地开展，作为所有工程用作基础的土，明确其在各种环境及人为因素下的物理力学性质，对于保证工程的稳定性和安全性是极其必要的。由于土是自然界各种岩石风化形成的，没有哪一种人为作用能控制土的性质，土的物理及力学特征亦因其形成过程而异有很大的不同，因此，不同地区不同种类的土会在相同条件下呈现出各异的力学特征，尤其在多年冻土和季节性冻土区，由于环境影响因素复杂，土的性质更加难以掌握。国内外的专家、学者对土的研究取得了一些阶段性成果，已经明确影响土物理力学性质的因素有很多，包括土的矿物组成、化学成分、土中的盐分、颗粒级配、含水量、孔隙率、温度及荷载等。对于季节性冻土区的压实路基土，其影响因素更加复杂。我国季节性冻土地区占到了国土面积的53.5%，土体在该地区特殊的气候条件下，其物理及力学性质会发生变化，从而影响季冻区路基的工程特性。季冻区路基土冬季冻胀，春季融化，在交通荷载作用下容易发生路面病害，如：鼓包、弹簧、断裂和翻浆冒泥等现象，给交通运输和经济建设带来极大的危害，严重影响整个交通运输事业的发展。为了使研究结果具有普遍性，本文选取3种不同塑性指数土，首先在最佳含水率下压实成型，对不同塑性指数路基土进行不同次数冻融循环，再进行静、动三轴试验，得到压实路基土静、动力参数与冻融循环次数的关系。同时采用场发射扫描电镜（ESEM）采集不同塑性指数土，不同冻融循环次数后的压实路基土微观结构图像，然后对土各状态下颗粒及孔隙的微观结构参数进行量化统计，分析微观机理。本文是国家自然科学基金资助项目计划《冻融循环后路基材料力学特性的静动参数转换理论及试验研究》项目（50978117）中的一部分，主要的工作内容如下：1．选择3种不同塑性指数的路基土，进行常规物性指标试验。为了使项目对季冻区路基土的研究具有普遍性，本文选取3种不同塑性指数土，基本能够涵盖直接应用于路基建设（无需改良）的所有土，以使研究结果更具推广性。首先对3种土的物性指标进行确定，包括含水率、密度、颗粒分析、最佳含水率、界限含水率等。还进行了化学元素全分析和X射线衍射分析得到土的矿物含量和化学成分。2．对不同塑性指数路基土进行三轴压缩试验通过对室内制备的最大压实度试样在经历0～7次完整冻融循环过程后，进行不同围压下三轴压缩试验，得到3种土不同冻融循环次数及不同围压下的力学参数。结果表明：粘聚力c及内摩擦角φ随冻融循环次数变化规律不明显；抗剪强度及弹性模量在不同冻融循环次数及不同围压下规律较明显：相同围压相同冻融循环次数条件下，路基土抗剪强度和弹性模量均随塑性指数增加而增加；同种土相同冻融循环次数下，路基土抗剪强度和弹性模量随围压增加而增加；相同围压下路基土抗剪强度随冻融循环次数基本呈下降趋势，路基土弹性模量随冻融循环次数的增加呈下降趋势，且前几次冻融循环后下降比较明显，以后逐渐趋于稳定值。本文采用多元非线性拟合方法，建立不同塑性路基土抗剪强度、弹性模量与围压及冻融循环次数关系，拟合效果理想，可为缺乏相关资料的季冻区路基设计提供参考。本文对进行三轴试验的压实路基土试件进行不同冻融循环次数后冻胀率统计，并对试验数据进行分析处理，得到不同塑性路基土在不同冻融循环次数后冻胀率变化规律：相同冻融循环次数条件下，路基土冻胀率随塑性指数增加而增加；对于同一种土，路基土冻胀率随冻融循环次数增加而增加。采用非线性拟合方法得出路基土冻胀率与塑性指数、冻融循环次数的关系，由相关系数可见，拟合效果理想。3．对不同塑性指数路基土进行动三轴试验对季冻区3种不同塑性指数压实路基土进行0～7次冻融循环后在不同围压下进行动三轴试验，试验结果表明：在加载初期，土的动模量（包含动弹性模量E d和动剪切模量G d）随着循环次数的增加呈下降趋势，随着动荷载次数继续增加，动模量渐趋稳定值。取荷载作用5000-6000次的动模量平均值作为土在此状态下的稳定值。总结规律如下：季冻区压实路基土动模量随围压的增加而增大，随冻融循环次数的增加而减小，随塑性指数的增加而增加。阻尼比随冻融循环次数、围压及塑性指数均无明显规律可循。通过数据分析得到动模量与围压、塑性指数和冻融循环次数的关系式，对于季冻区缺乏动模量数据的路基土，可依此公式进行冻融循环后的动模量推算，进而为季冻区路基设计及施工提供参考。通过对相同条件下，试验实测静、动弹性模量值进行非线性拟合，建立了静动参数转换理论，可由简单易测的静弹性模量推导出动弹性模量，将大大减少动三轴试验的工作量，为道路设计提供快速准确的动弹性模量数据。4．对不同塑性指数路基土经历不同次数冻融循环之后进行微观分析试验采用与静、动三轴试验相同的土样，在最佳含水率下压实成压实度大于95%的试件，经历0~7次冻融循环，将循环后的试件采用冷冻真空升华干燥法进行干燥，采用场发射环境扫描电子显微镜（ESEM）提取3种土不同冻融循环次数后的微观结构图像，利用Image-Pro Plus（简称IPP）软件对微观图片进行分析处理，对所选的微观形态参数进行测量计数，并进行统计分析，得出3种土在不同冻融循环次数后的颗粒和孔隙的各项微观参数统计结果，包括：平均直径、方向角、平均圆形度、丰度和分形维数，统计分析出各微观结构参数随冻融循环次数的变化规律，并对前述压实路基土静、动力参数随冻融循环次数变化规律进行微观机理分析验证。