冰碛土作为高寒山区一种特殊性土体,受高寒山区特殊气候的影响,出现一种典型的冻融“碎化”现象,进而引发崩塌、滑坡和泥石流等地质灾害。基于此,以磨西河流域冰碛土为研究对象,在深入分析国内外关于冰碛土研究成果以及研究区基本地理、地质环境条件、冰碛土分布特征和灾害特征等基础上,采用颗粒筛分试验、CT扫描试验、扫描电镜试验以及边坡循环冻融模拟试验,对磨西河流域冰碛土的宏观、细观、微观结构特征及循环冻融边坡变形破坏响应进行了分析,同时对冰碛土在循环冻融作用下碎化机制及致灾效应进行了详细研究,其研究成果可为高寒山区公路、铁路及水电站等工程的安全运营及地方政府的防灾减灾提供更为科学的依据。具体研究成果如下:(1)磨西河流域内冰碛土粒径分布范围广,呈现双峰特征,主要以块石漂石等巨粒物质为主,黏土等细粒物质也比较多。冰碛土不均匀系数大于5,曲率系数大于3,属于级配不良土。(2)基于CT扫描技术对冰碛土试样的细观结构分析,发现试样体孔隙率为24.09%,体孔隙率和面孔隙率基本相同;直径在2mm以上的孔隙概率密度最大;纵截面方向上颗粒形状接近于圆形;横截面方向上颗粒的定向性更明显。(3)基于扫描电镜试验对冰碛土试样的微观结构分析,发现冰碛土试样结构单元体复杂,片状体和叠片体构成了冰碛土的基本骨架;试样结构类型为胶粘式结构。(4)基于边坡循环冻融模拟试验,发现循环冻融过程中边坡的变形主要表现为冻胀融沉效应、顺坡面滑移、边坡表面裂缝以及前部滑落现象。含水量是引起这些变形的主导因素。(5)循环冻融作用下冰碛土的碎化机制可概括为:在细观方面,循环冻融作用使冰碛土孔隙结构、颗粒大小和颗粒间的胶结性发生改变。在宏观方面,循环冻融作用使冰碛土产生冻胀融沉效应、裂缝及位移现象。(6)冰碛土的致灾效应可归纳为:循环冻融作用使冰碛土细观、宏观结构发生改变,导致冰碛土碎化,致使边坡稳定性降低,进而诱发地质灾害。