随着我国经济的快速发展与西部大开发的逐步推进,西部铁路工程及其他交通基础设施的建设也迎来了黄金的发展时期。而西部地区由于地处大陆内部,内陆河流及湖波分布较多,且多数为咸水湖,因此其分布区域土壤含盐量相对较大,多为盐渍土。盐渍土物理力学特性与其他土类有较大的差异,其性质更为复杂,以盐渍土盐冻胀特性及溶陷特性为主,因此在盐渍土分布区域多发生盐冻胀与溶陷病害。而盐冻胀病害已经对公路、铁路路基、及大型建筑物地基的安全工作造成了极大的影响,故而对冻结硫酸盐渍土盐冻胀特性的研究十分必要。为研究硫酸盐渍土盐冻胀变形机理,本文以青海北霍布逊至锡铁山铁路修建为背景。基于硫酸盐渍土的溶质守恒和质量守恒定律,得到了温度、硫酸盐含量、含水率和土体孔隙率对硫酸盐渍土盐冻胀的影响机理。为了进一步研究硫酸盐渍土的盐冻胀特性,以及硫酸盐渍土盐冻胀过程中盐胀作用和冻胀作用分别对土体总变形的贡献率,取DK35+150~DK36+750段含盐地基土样,配置试验所需重塑土样,进行了不同温度、硫酸盐含量、含水率和压实度影响因素条件下的室内盐冻胀对照组试验和冻土三轴试验。并结合数值分析,模拟了在自然条件下采用原地基硫酸盐渍土和换填不含盐地基填料两种工况下路基的变形状况。主要研究成果如下:(1)在压实度为92%、含水率为最优含水率16.8%的条件下,随着含盐量的增大,细粒硫酸盐渍土的冻结温度随硫酸钠含量的增大而降低。且随着温度的降低,盐胀率的变化趋势与盐冻胀率基本一致,在冻结温度以下至-5℃时,盐胀发展速度最快,在-5℃以下盐胀率增长很小;温度和硫酸盐含量是影响盐胀占比的两个主要因素,在硫酸钠含量不变时,温度越低,盐胀占比越大;温度不变时,硫酸钠含量越高,盐胀占比越大。在冻结温度以上时盐胀所占比例为100%,但当温度降于-3~-4℃时盐胀占比降到50%,在-10℃以后盐胀占比基本保持不变。(2)在92%压实度、1%硫酸盐含量条件下,细粒硫酸盐渍土的盐冻胀率随含水率增大基本呈现为线性增长趋势;盐冻胀耦合率随着含水率的增加而增加,而盐胀占比随含水率的增加而降低。在16.8%含水率、1%硫酸盐含量条件下,在82%~92%压实度区间,细粒硫酸盐渍土的盐冻胀率和盐胀率随压实度增加均呈现为增长速度先慢后快的非线性变化趋势。当压实度小于87%时,增长速度较慢;而当压实度大于92%时,其增长速度逐渐加快。其次在相同温度条件下,随着压实度的不断增大,土体盐冻胀耦合率和盐胀占比也随之增大。(3)在温度等其他条件保持不变的情况下,在含盐量在0.5%~4%区间,细粒硫酸盐渍土三轴抗压强度和弹性模量均随硫酸盐含量的增大基本呈线性增长关系。而在硫酸盐含量不变的条件下,土样三轴抗压强度随温度降低呈非线性增长趋势。温度保持不变时,冻结细粒硫酸盐渍土弹性模量随硫酸盐含量的增加呈线性增长趋势。(4)在相同硫酸盐含量及相同压实度条件下,当含水率从10.5%增长到16.8%时,冻结细粒硫酸盐渍土三轴抗压强度及弹性模量均呈线性增长趋势。在含水率相同、硫酸盐含量1%条件下,在82%~92%压实度之间,随着压实度的增大,冻结硫酸盐渍土三轴抗压强度和弹性模量同样呈线性增长趋势。(5)数值分析分析结果表明,在原地基条件下所的填筑路基不满足对路基冻胀变形控制的基本要求,而采用换填地基土所填筑的路基满足铁路路基工后沉降的要求。因此,在路基建设工程中应尽量减少利用硫酸盐渍土作为铁路路基用土。