季节性冻土区在我国分布广泛,占我国国土面积的54%左右。在寒区工程中,温度的季节性变化会引起路基土体发生周期性地冻结和融化。寒冷季节,当土体温度达到冻结温度时,土体会发生冻结,体积增大,导致地表发生不均匀上升,产生冻害;而在暖季,冻结的土体融化,其体积减小,同时在外荷载作用下融化的孔隙水排出,产生融化压缩现象。在反复冻融之后,路基土体的物理力学性质会发生变化,影响季节性冻土区路基的工程特性。在季冻区路基的变形及稳定性分析中,必须考虑土体力学性质指标受冻融作用的影响。因此,对土体在冻融循环下力学性质的影响因素及变化规律的研究,在季冻区的工程建设中具有重要的意义。本文以青藏粉质砂土为研究对象,在总结国内外相关研究现状的基础上,通过室内试验、理论分析以及数值模拟等手段,考虑了环境冷却温度、冻融循环次数以及围压等因素的影响,研究了冻融循环作用下土体的模量、破坏强度、抗剪强度参数以及应力-应变关系型式的变化规律。同时,基于室内试验结果,分析了粉质砂土在冻融作用下屈服面以及强度特性的演化规律,建立了考虑剪切屈服和体积屈服的双屈服面本构模型,为季冻区路基土体力学性质指标变化规律的研究提供一定的依据。主要研究成果包括以下几个方面:（1）对不同围压、不同环境冷却温度、不同冻融循环次数下的粉质砂土进行不固结不排水三轴剪切试验（UU试验）,分析了冻融后土体的应力-应变关系型式及力学参数,如模量、破坏强度、抗剪强度参数的变化规律。结果表明:在不同冻融循环次数下,粉质砂土的力学性质指标的变化较为明显,其模量及破坏强度在经历7～9次冻融循环后达到极小值。环境冷却温度的影响较弱,且无一定规律。同时,基于显著性分析理论,研究了围压、冻融循环次数、冷却温度以及各因素间的交互作用对破坏强度、模量以及抗剪强度参数影响的显著性强弱。得出冻融循环次数和围压对力学参数有比较显著性的影响,而环境冷却温度影响的显著性较弱。当考虑交互作用时,冻融循环次数和围压以及冻融循环次数和环境冷却温度之间的交互作用对力学参数均有较显著的影响。（2）基于室内UU试验结果,在围压较低时,未冻融及经历较少次冻融循环的粉质砂土表现出一定的软化性,但软化程度较弱;而经历一定次数的冻融循环后,其逐渐由弱软化型转化成硬化型;在围压较高时,未冻融及冻融以后的粉质砂土都表现出应变硬化的特征,其应力-应变关系曲线为典型的双曲线。基于冻融循环下粉质砂土的应力-应变关系,建立了考虑不同归一化因子的归一化应力-应变关系,并给出了相应的归一化条件。所建立的应力-应变归一化方程,能考虑不同围压及不同冻融循环次数的影响,对应力-应变曲线进行预测,其试验值与拟合值较为接近,预测效果较好。（3）进行环境冷却温度-5℃、室温20℃下融化,不同冻融循环次数及围压下饱和粉质砂土的固结排水三轴剪切试验,研究了冻融循环下青藏粉质砂土屈服及强度特性的变化规律。结果表明:粉质砂土的应力-应变关系均为应变硬化型,冻融循环未改变粉质砂土的应力-应变型式。未冻融及冻融后粉质砂土的体积屈服面和剪切屈服面均可分别用椭圆型曲线和过原点的线性函数进行描述,体积屈服函数及剪切函数与塑性应变和冻融循环次数的关系可用相应的函数形式进行表示。其抗剪强度随着法向应力的增大而增大,随着冻融循环次数呈现出先降低后升高的趋势。根据不同冻融循环次数下粉质砂土强度随法向应力的变化规律,指出可用线性莫尔-库仑准则来描述其强度特性。（4）基于青藏粉质砂土在冻融循环下的常规三轴固结剪切试验结果,通过引入模量残余比和冻融循环次数,建立了考虑冻融循环影响的双屈服面本构模型。对于剪切和体积硬化特性,建立了与塑性应变及冻融循环次数相关的硬化参数,且均采用了非相关联的流动法则。所提出的双屈服面本构模型能够很好地反映土体的应力-应变特性,模型计算值与试验值较为吻合,该模型能较为准确地预测不同围压及不同冻融循环次数下的应力-应变关系曲线,较好地反映冻融循环对粉质砂土力学性质的影响。（5）对基于室内试验结果所建立的考虑冻融循环影响的粉质砂土双屈服面本构模型进行了差分方程的推导,并基于VC++语言进行编译,在FLAC^3D中进行了模型的二次开发。对不同应力路径下的室内三轴试验进行数值模拟,与试验结果进行对比,表明模型二次开发的合理性。利用FLAC^3D对冻融前后路基的变形特性进行了模拟,结果表明冻融循环对路基及地基的变形有较大的影响。由于冻融作用,路基沉降呈现出增大的趋势。