在季节性冻土区,暴露在自然环境中的路基每年都会最少经历一次冻结和融化作用,在多次冻融循环作用下,路基填料的力学性能会发生改变,路基会出现不均匀沉降、翻浆冒泥、强度降低等病害,严重影响铁路及公路的运行,因此研究一种在冻融循环作用下力学性质优良的新型改良土就具有重要的意义。为寻找一种冻融循环劣化效应低的路基填料,本文以青藏地区粉质黏土为改良对象,在传统水泥改良方法的基础上,提出向水泥改良土掺入玄武岩纤维的复合改良方法。为得到合理的纤维掺入比例,通过室内冻融循环试验、静三轴试验、动三轴试验以及电子显微镜扫描试验等,对不同冻融循环次数、不同玄武岩纤维掺量、不同围压的水泥纤维改良土的应力-应变关系、破坏强度、抗剪强度参数、动剪切模量、阻尼比等进行了对比研究,研究表明:(1)在静三轴试验中,掺入玄武岩纤维的纤维水泥改良土的抗剪强度参数以及强度特性指标均有所增大;在冻融循环作用下,纤维水泥改良土力学性能指标的降低率相比水泥土均显著减小,其中,随着冻融循环次数的增加,改良土的黏聚力逐渐减小,而内摩擦角则呈现先减小后增大变化规律。(2)在电镜试验中,由风干试样的电镜图片可以看出水泥土颗粒与纤维之间呈现紧密结合状态。水泥土颗粒与纤维的互相包裹作用降低了土体的冻融循环劣化效应,增强改良土的黏聚力,使其抗剪强度大幅提高。(3)在动三轴试验中,在水泥土中掺入玄武岩纤维可显著提高其动强度。在不同的试验条件下,改良土的阻尼比均随着动应变幅值的增大而逐渐增大,动弹性模量均随着动应变幅值的增大而逐渐减小。纤维的掺入可在一定程度上使水泥土的阻尼比和动弹性模量增大;随围压的增加,动弹性模量呈逐渐增大的趋势,而围压对阻尼比的影响作用并不明显;随着冻融循环次数的增加,试样的阻尼比和动弹性模量均明显降低。(4)通过对土动力学的本构关系进行对比分析,并基于改良土的动三轴试验结果,确定采用Davidenkov动本构模型对动三轴试验的动应力-应变关系、动剪切模量等进行拟合。综上所述,玄武岩纤维水泥改良土有较高的路用潜力,相比0.25%和0.75%掺量的玄武岩纤维加筋效果,0.5%掺量的玄武岩纤维加筋土的强度水平和抗冻融性能均最佳,因此在季节性冻土区建议使用6%的水泥加0.5%的玄武岩纤维来改良此粉质黏土。