寒区基础,如条形挡土墙、沟渠等,其后填土受基础自身刚度和上覆附加荷载的双重作用,在冻结过程中将产生法向、水平冻胀以及水平冻胀力。现有研究鲜有考虑刚度和荷载共同约束作用下土体冻胀及水平冻胀力演化特征、规律与机理,严重制约基础所受水平冻胀力的准确估计,为工程安全带来隐患。本文通过自行研制考虑刚度和荷载共同约束作用环境的一维冻胀试验系统,系统开展冻胀敏感性土的冻胀规律以及水平冻胀力试验,获得以下主要结论:双向共同约束作用下随冷端温度降低,约束刚度和荷载增大,土体冻结速率显著增加,而约束条件对最终冻深基本无影响。此外,冷端温度越低、约束荷载越小,水平约束刚度越大,最终法向冻胀量也越大。双向共同约束作用下靠近土体暖端位置处,随冷端温度和约束刚度降低和竖向荷载增大,水平冻胀量逐渐增大,而靠近冷端位置处,则相反;靠近暖端位置的水平冻胀力则随约束刚度和竖向荷载增大和冷端温度降低逐渐增大,而靠近冷端位置,则相反。双向共同约束作用条件下法向冻胀量与水平冻胀量(力)之间均满足抛物线函数关系:法向冻胀量越大,水平冻胀量越小;靠近土体暖端位置法向冻胀量越大,对应的水平冻胀力越大;而靠近冷端位置则刚好相反。实验后实测土体内部含水量分布表明:冷端温度越低,竖向荷载越小,水平约束刚度越大,靠近暖端的含水量越大。研究成果深化了对双向约束作用环境中土体冻胀机理的认识,对一维冻结条件下寒区基础所受水平冻胀力计算具有重要意义。