近年来,碳达峰、碳中和已成为国际社会的基本共识,双碳背景下的环境保护是当今世界关注的焦点话题。随现代化进程的高速发展,全球存在大量的废弃橡胶制品,已严重污染环境,危害生态平衡。另一方面,倡导和践行“绿色革命”已成为岩土工程学科发展的全新目标。因此,如何回收处理并循环利用废弃橡胶将有利于双碳目标的实现并助推社会的可持续发展。膨胀土在全球范围内分布广泛,被称作“问题土”,其显著的胀缩性是导致工程事故的主要原因,膨胀土的改性及改良已成为世界性的研究难题。其中,处于季冻区的膨胀土边坡、地基工程因其周期性的冻融作用从而加剧边坡失稳、路基塌陷、冻胀等病害的发生。本文采用核磁共振技术（NMR）及扫描电子显微镜（SEM）等微观方法揭示冻融循环作用下膨胀土的孔隙演变机理。同时,将废弃橡胶作为新型土工材料,以橡胶加筋膨胀土（Expansive soil-rubber,ESR）为研究对象,开展一系列温控动三轴力学试验,分析冻融循环条件下,橡胶掺量、橡胶粒径、围压等影响下的橡胶加筋膨胀土动力特性。主要完成工作和取得的成果如下:（1）开展了膨胀土在冻融循环作用下的核磁共振试验,获得了膨胀土的孔隙演变规律。研究表明冻融循环对孔径大于20μm的孔隙影响最大,3次冻融循环后土中孔隙逐步达到动态平衡。此外,探究了不同蒙脱石含量对膨胀土孔隙数量的影响,一定程度上孔隙数量随蒙脱石含量的增长而增加。基于未冻水在线设备测试两种膨胀土的冻结特征曲线,阐明了膨胀土中水分子随冻融循环的迁移模式。（2）利用扫描电子显微镜定性描述微观颗粒的排列方式。冻融循环对膨胀土的破坏主要是由于颗粒或凝块间胶结作用的丧失或连接方式的改变,而不是由于颗粒的破碎。借助数字图像识别技术定量计算膨胀土在不同冻融循环次数下的平均形状系数、分形维数及概率熵。（3）基于温控动三轴试验,采用应变控制的正弦波加载方式,探究一定冻融循环次数下橡胶掺量与橡胶粒径对橡胶加筋膨胀土变形特征及动力特性的影响。橡胶加筋膨胀土的滞回曲线呈扁平椭圆状,相同级数加载下,随橡胶掺量的增加,滞回曲线的剪应变范围逐渐增大,体积变形均为体缩。然而,随粒径的增加剪应变范围呈先增大后减小的趋势,体积变形均为体缩,但当橡胶粒径为0.1 mm时,体应变呈现出先胀后缩的趋势。橡胶的掺入有效改善了阻尼比,相对素膨胀土,橡胶加筋膨胀土的阻尼比最大增加了54%。（4）针对滞回圈的不规则性,提出改进的阻尼比数学模型。研究了冻融循环次数、围压、频率等主要因素对橡胶加筋膨胀土应力应变关系、动剪切模量及阻尼比的影响。动剪应力及动剪切模量随围压及频率的增大而增大,随冻融循环次数的增加而呈先增大后减小的趋势。此外,讨论了5%与10%两种橡胶掺量在上述影响条件下动力性能的差异性。依据能量守恒原理,分析冻融-荷载耦合作用下橡胶加筋膨胀土的损伤规律,建立了基于能量耗散的冻融损伤数学模型,并据此确定了最佳橡胶掺量为10%。本文揭示了膨胀土在不同冻融循环次数下的微细观特征,深化了橡胶加筋膨胀土动力特性的认识。研究内容将为固废资源化利用提供新思路,研究成果有助于指导橡胶加筋膨胀土在路堤、挡土墙等的岩土工程设计。