开封地区常出现发掘类土遗址发掘面低于地下水位、土体被地下水浸润的现象。冬春之交,昼夜温差大,含水的遗址土体白天融化、夜晚冻结,在反复的冻融作用下,土体中的水分不断迁移、冻结膨胀并挤压破坏土体,导致土体结构发生变化、整体稳定性下降,加上开挖卸荷导致的土体位移使得侧壁土体所受剪应力大大增加,容易造成严重破坏。针对已经破坏脱落的部分遗址土体,需要及时做修复加固。然而冻融循环作用下的遗址土体工程性能差,需要通过掺入天然剑麻纤维的方式对其进行改良。本文通过冻胀率试验和直剪试验分析剑麻纤维对遗址土抗冻融性能的改良效果,并通过显微观测和定量分析研究冻融前后剑麻纤维改良遗址土的微观结构变化。结论如下:（1）在遗址土中掺入不同质量的剑麻纤维进行改良,测量冻融循环作用下试验土样的冻胀率,发现掺入剑麻纤维的改良遗址土样冻胀率均小于未掺入剑麻纤维的遗址素土样,且掺入剑麻纤维含量越多、冻融循环次数越多,剑麻纤维对于冻胀性的改良效果越明显。（2）随着冻融次数的增加,土体的抗剪强度会发生不同程度的降低,竖向压力越大,土体抗剪强度降低越迅速;剑麻纤维掺量为0.1%～0.3%时,能够有效改善冻融循环作用下土体的抗剪强度,剑麻纤维掺量为0.2%时的改良效果最为显著。在冻融循环作用下,0.2%纤维掺量的改良遗址土抗剪强度较素土提升了平均为19.2%,此时,经历9次冻融循环后的改良遗址土粘聚力为15.63k Pa,较素土提高了59.8%,内摩擦角为22.68°,较素土提高了8.3%。（3）通过XRD分析检测,发现剑麻纤维的加入并没有明显改变试样土体的组分,且掺入剑麻纤维后,土体内部未出现明显的新晶相,土体不会因为新物质的生成而发生微观结构上的改变;通过超景深显微镜及SEM图像,发现冻融循环作用会使土样表面产生一定的孔洞,而掺入剑麻纤维会使冻融循环后的土样孔隙数量减少、表面高差及孔隙直径减小,土颗粒间联结更加有效,进而使得纤维改良遗址土的抗冻胀性能增强、抗剪强度增强、粘聚力增大。（4）通过对二值化的SEM图像中的土体孔隙进行定量分析,发现剑麻纤维可以有效抑制孔隙平均直径在冻融循环作用下的增长速度;在冻融循环作用下,剑麻纤维改良土中孔隙平均圆形度的增速较素土也有所减缓;而土体的孔隙平均分形维数不会因为剑麻纤维的加入而发生大的改变。