新建西宁至成都高速铁路穿越了位于青藏高原东北部以及黄河上游的若尔盖湿地季节冻土区,寒冷的气候、沼泽湿地及冻胀敏感性地基土会使铁路路基产生大的冻胀变形,将影响到路基建设,若处置不当将严重威胁到铁路安全运营。尽管我国在哈大高铁和兰新高铁的建设过程中对路基的冻胀机理与防治研究方面已经取得了较大的进展,但是针对若尔盖高寒湿地腐殖质黏土的冻胀特性与工程处治还是缺乏深入研究。为了保证铁路路基的稳定性,探究腐殖质土冻胀特性及在建设中保护湿地环境,有必要在深入探究若尔盖湿地路基土体的冻胀机制的基础上,提出相关防治技术,对于高铁路基冻胀研究、路基的抗冻设计与整治都具有重要的实际价值。本文通过现场监测、室内实验和数值分析的方法,对天然场地的冻结特征、粗颗粒填料的冻胀敏感性评价与冻胀防治优化、饱和黏土的分凝冻胀机理与预测以及复合路基的防冻胀效果进行了深入的研究。取得的主要研究成果如下:（1）对若尔盖湿地平缓场地和斜坡场地的冻胀特征进行现场监测,明确了不同场地的土温、水分和冻胀变化特性。结果表明,平缓场地腐殖质黏土（天然含水量约为38.1%）的最大冻胀量和最大冻胀率分别为25.64mm和6.10%;斜坡场地腐殖质黏土（天然含水量约为22.7%）的最大冻胀量和最大冻胀率为3.20mm和2.67%。平缓场地的地下水位维持在1.5m深度左右,而斜坡场地地下水位在3.0m深度以下。地下水位差异是造成平缓场地与斜坡场地冻胀量不同的主要原因。（2）通过室内单向冻结实验,研究了地基原土层和处置后的路基填料的冻胀特性,并讨论了二者的冻胀差异;进一步评价了细颗粒土含量、含水量和颗粒级配对填料冻胀敏感性影响;针对若尔盖湿地的实际工程条件,提出了路基防冻胀措施。相同条件下,原土层黏土在冻结96h时的冻胀率为25.73%,而粗颗粒填料在冻结144h时的冻胀率为1.60%,水分迁移差异是两者冻胀率不同的主要原因。由外界迁移到土中的水分在黏土中主要相变成分凝冰,而在粗颗粒填料中则相变成孔隙冰和土柱顶端由水汽聚集的冰层。从控制路基冻胀的角度考虑,填料应严格控制细颗粒土含量与含水量,并优先选用级配不良填料。路基填料中应增设排水设施以防止局部水分聚集,路基坡脚也应设置防冻胀护道。（3）建立了评估黏土分凝冰发育的二维水热力耦合模型,推导了孔隙压力的表达公式,展示了各主要变量在冻结过程中的变化规律。外界水源的孔隙水压力最大,未冻区的次之,冻结区的最小,因而水分在孔隙水压力梯度作用下从外界水源通过未冻区向冻结区迁移。由于水分迁移,未冻区土体产生固结压缩,竖向应变约为0.006,位移梯度最小;原位冻结带只有孔隙水原位相变成冰,产生微弱的冻胀,竖向应变约为0.15,位移梯度次之;分凝冻结带土体产生分凝冰,竖向应变约为0.6,位移梯度也最大。（4）用上述冻胀模型进一步预测了荷载、渗透系数和土质条件对分凝冰发育的影响。增加荷载与减小渗透系数均会使饱和正冻黏土的冻胀量和冰透镜体数量同时减小。相同条件下,在冻结96h时,不同土质的两种横向接触土体的冻胀率相差1.45%,这足以引起寒区路基的不均匀变形。尽管冻胀量不同,但在水分横向迁移的作用下,两种不同类型垂直接触土的冰透镜体会趋于连接在一起,表现出相似的分布规律。（5）通过数值模型综合评价了复合路基（同时使用粗颗粒填料和保温层）的冻胀防治效果。结果表明,与普通路基（只使用粗颗粒填料）相比,复合路基不仅能有效降低路基的最大冻深和最大冻胀量,同时也能减小左右路肩的冻胀量差,缓解阴阳坡效应。路基的冻胀量随保温层厚度的增加而降低,随保温层导热系数的增加而增加。当热阻达到1.5m~2·K/W时,继续增大保温层厚度或降低保温层导热系数,路基冻胀量也不会明显降低。所以,保温层的最佳热阻为1.5m~2·K/W。