季冻区高铁路基基床底层粗颗粒填料被认为是冻胀不敏感填料,然而在实际运营监测过程中高铁路基仍会发生一定程度的冻胀,严重影响列车行驶的平稳性和安全性。粗颗粒土内部的水汽迁移可能是产生冻胀的主要原因,本文利用荧光剂示踪技术和图像数字处理技术,研究开放条件下细粒含量和荷载对冻结粗粒土水汽迁移规律的影响。(1)细粒土是较好的持水材料,有利于水分的迁移,因此较高细粒含量粗粒土更适合外界水分的补给迁移,使补水量较大;但细粒含量增大的同时会填充粗颗粒土孔隙,堵塞气态水迁移通道,不利于气态水的补给,气态水补给量减小。(2)细粒含量的增大为粗颗粒土内部液态水创造了良好的迁移通道,使液态水迁移高度增大。粗颗粒土冻胀来源于内部细粒土成冰体积膨胀并抬升土骨架,形成冻胀,因此较高的细粒含量会加剧粗颗粒土冻胀。(3)当粗颗粒土受轴向荷载作用时,会促进外界水分补给迁移,造成更多补水量,并使气态水补给占比超过50%;相对于静荷载,动荷载会产生“泵吸作用”对粗粒土水分补给的促进作用更为明显,尤其利于气态水的补给,使气态水补给量占比超过80%。(4)动荷载幅值和频率增大会产生更强的“泵吸作用”,引起粗粒土更多水分补给,且会促进液态水在试样内的迁移高度;但气态水的补给量占比均为85%左右,未受到明显影响。(5)静荷载作用抑制粗粒土冻胀,动荷载作用促进粗粒土冻胀,且在动荷载作用下粗粒土冻胀会持续更长时间;但动荷载幅值和频率的增大会抑制粗粒土的冻胀速率和冻胀量。