冻融循环是一种随温度升降普通存在于大自然中的一种物理现象，由此会带来非饱和土孔隙中水分在冻融循环作用下会发生反复冻结融化。在冻融过程中，非饱和土结构受到冷生作用，会导致冻融前后物理力学性质发生变化。而这种变化会给工程界尤其是水利工程诸多不利影响。在路基修建、边坡治理和土石坝等工程修建活动时，会使土体受到冻融作用，从而在相关的变形和稳定性分析中，需要考虑冻融后其物理力学性质的变化。虽然，目前冻融循环作用对土相关特性研究比较翔实和深入，但对于冻融作用下多变量研究并不是很充分，没有综合性的规律提出，有待进一步深入研究。　　本文以长江中下游非饱和粉质粘土作为研究对象，考虑冻融次数、密实度、饱和度三重因素的影响，较为充实地研究了经过冻融后的物理力学性质的演化规律，主要工作及研究成果如下：　　1）自主设计了一套非饱和渗透自动采集系统，该系统由数据采集、自动控制、加泄压等模块组成。由于土体的渗流是一个很缓慢的过程，尤其是高密实度的渗流更是如此，通过压力传感器回传装置，可以实现实时、连续采集，在冻融过程中获得渗透系数与变量之间变化过程。并通过一些技术手段解决了边壁渗流等问题，最大程度上减少对数据精准性干扰。　　2）确定非饱和土各个密实度下最佳含水率。冻融循环是将水作为桥梁对土结构性能发生作用，非饱和土中水含量的多少直接影响到冻融作用的效果。不同密实度下都有一个下限的含水率，通过准备试验，将本试验各个密实度下的最佳含水率确定出来，为冻融作用对非饱和土物理力学性能影响研究提供试验基础。　　3）分析渗透性与不同初始状态的非饱和土之间的关系。在以冻融次数为变量时，得出无论初始状态如何，渗透性都会随之而增加，且饱和度越高变化越明显。以饱和度为变量时，同一种干密度下，饱和度越高，渗透性变化越明显；同时，整体趋势呈现平稳直线段—直线上升段—曲线上升段三个阶段。在以干密度为变量下，渗透性与干密度存在一种指数函数的关系。　　4）研究了冻融循环作用对压缩模量的影响规律。冻融作用必然会改变土结构性能，是一种类似风化作用导致土体劣化。试验研究表明，随冻融次数增加，变形模量会减少趋向于一个稳定值。而以饱和度为变量，在次数增加条件下，两者由曲线转为直线性变化。除此之外，经过冻融作用后，在饱和状态下进行剪切试验发现变形模量大于非饱和状态形式下的模量。