季节性冻土在中国广泛分布,约占我国陆地总面积的53%,土壤的季节性冻融过程将对这些区域的工程结构的安全性和使用寿命产生不利影响。路基的稳定是公路、铁路、以及工业与民用建筑和小型水利工程等正常使用的基础,在季冻区,由于冻融作用会造成地区地基软化失稳,因此,有必要深入研究影响土壤冻融过程的主要因素,防止和控制冻融损害。本文以季冻区粉质粘土为研究对象,对所取土样进行界限含水率试验、击实试验、颗粒分析试验,测得土样的各项基本物理指标。试验影响因素选用不同含水率、压实度、加筋间距、冻融温度、冻融次数和外部荷载在开放条件下进行冻融正交试验,获得各冻融条件下顶部最大冻胀、融沉位移值及融化终了状态下各高度处含水率值和土体内部压力变化。利用SPSS软件对正交试验数据进行拟合,获得最大冻胀、融沉位移及压力变化由各影响因素表示的多元线性回归方程,根据拟合方程的P值确定各因素以及各因素之间交互作用对冻胀位移、融沉位移及压力变化影响的显著性;通过标准化系数判断各因素影响的主次关系。采用MATLAB软件对方程进行最优求解,获得各目标值均较小时的各因素取值及相应的目标值。统计结果显示,土体经过一次冻融循环过程会经过恒温阶段、冻缩阶段、冻胀阶段、冻胀稳定阶段、融沉阶段和融沉稳定阶段等六个阶段。在冻胀阶段和融沉阶段中会出现速率变化阶段,是由于土体中加筋约束土体发生变形,抑制了土体冻胀融沉。土体冻融后位移变化与土体上部含水率变化关系更紧密,位移变化量与含水率呈正相关趋势。在冻融循环过程中,当土体含水率较低时,冻融初期会出现“热胀冷缩”现象,与含水率较高的试样变化恰恰相反,但土体经过冻融循环后土体结构含水率增加,最终也会呈现“冻胀融沉”现象,且土体的抗压能力减小。通过对冻胀融沉位移和冻融内部压力变化进行回归分析,对融沉位移影响最显著的因素为含水率和外部荷载的交互作用,加筋间距对土体冻胀位移影响作用最显著,影响压力变化的显著性因素为压实度;控制土体冻融变形时,在压实度和加筋间距共同作用下,加筋影响更显著,应根据层数选择最佳的压实度。在试验因素范围内用MATLAB软件对拟合的回归方程求解,在冻融次数为5次、冻结温度为-15℃和外部荷载为30k Pa的情况下,求得土体取初始含水率为16%、压实度为90%和加筋间距为25cm时,土体位移和压力变化最小,为最优组合。通过对土体多因素综合研究,拟合回归方程更加接近实际情况,可以根据方程最优解分析不同地区不同土体性能进行合理设计,为实际的工程提供参考。