冻融作用对土体工程力学行为的影响是岩土工程领域中一个重要的研究课题。土体受到冻融循环作用后,由于冻融过程中冷生作用的影响,土体的结构的变化会导致其物理力学性质发生相应的改变。在寒冷地区进行边坡支护、路堑开挖、路基修建等基础建设活动时,土体受到冻融循环作用之后,必须考虑其物理力学性质的改变,从而对土体的变形和稳定性进行分析。因此,对土体受到冻融循环后其物理力学性质的改变的研究不仅具有较高的研究价值,同时也具有较强的现实意义。针对当前原状土冻融循环后力学性质研究相对薄弱的现状,本文以兰州原状黄土为研究对象,该试验采用的是封闭条件下的冻融循环试验,以干密度、含水量、冻融循环周期、冻结温度为影响因素,展开了一系列的冻融循环试验研究,主要的研究成果如下:（1）通过对冻融循环前后的土样进行不固结不排水常规三轴剪切试验,应用两种不同形式的方法求取土样强度参数。经分析发现,土样含水量越低,其粘聚力越大。冻融循环后,土样的粘聚力均减小。首次冻融循环后,土样粘聚力降低比较大。含水量低的土样经过冻融循环后粘聚力降低的幅度较大。冻结温度低的土样,经冻融后其粘聚力的变化较大。土样的干密度越大,冻融后其粘聚力降低幅度越大。对于内摩擦角来说,冻融前后其数值变化微小,经冻融循环后,土样内摩擦角呈现增大趋势,但是个别土样内摩擦角呈现降低趋势,但是增减幅度在0°到2°之间。（2）冻融循环前后土样的应力-应变曲线均呈现:峰值后软化类型和逐渐硬化类型。随着围压的增大,土样的应力-应变关系曲线从峰值后软化型向应变硬化型转化且冻融作用不改变土样应力-应变曲线形式。同围压、同一土样的轴向应变对应的偏应力来说,未冻融土偏应力值总是高于冻融土偏应力值。在相同冻融条件下,含水量越高的土样,冻融前后土样在同一轴向应变对应偏应力的差值就越小。含水量高的土样冻融循环后,其破坏强度减少的较小。说明冻融循环作用,对含水量低的土样应力-应变关系曲线影响较大,而对于含水量高的土样应力-应变关系曲线影响相对较小。（3）基于邓肯-张本构模型,对试验数据进行拟合分析,得到冻融前后土样的初始切线模量和主应力差渐近值,并进行对比分析。应用回归分析,建立以初始含水量ω、干密度ρ、围压σ₃为影响因素的冻融土邓肯-张本构模型。得到模型参数a、b,以及抗剪强度和应力破坏比。将试验所得应力-应变关系曲线与模型所得应力-应变关系曲线进行比较,发现两者较为吻合。说明此模型能够较好的反映初始含水量ω、干密度ρ、围压σ₃下冻融土的力学性质。（4）基于Matlab平台中神经网络工具箱,建立关于初始切线模量（主应力差渐近值）和初始干密度、初始围压、含水量、冻融次数之间关系的BP土样模型。后应用检验样本进行检验,得到预测值相对误差较小,能够全面的反映土样力学参数与各影响因素之间的关系。（5）应用有限元软件ABAQUS,基于热对流方式,进行冻融循环模拟,可得到不同初始条件下,土样的温度场变化情况。基于Mohr-Coulomb本构模型对土样进行热-力耦合分析,得到竖向应力-应变曲线。将模拟所得抗剪强度值与试验所得抗剪强度值进行对比,发现试验值与模拟值相对误差较小。