西北黄土高原斜坡受到冻融作用影响,引起黄土滑坡频发,造成了严重的生态和生命财产损失,因此研究季节性冻融诱发黄土滑坡机理有很重要的理论意义和应用价值。本文依托国家自然科学基金项目“黄土水力侵蚀与滑坡互馈机制及其风险预警”,在甘肃庆阳董志塬地区,做了大量现场调研,并开展了一系列室内试验,对冻融期黄土滑坡机理开展了系统的研究,主要研究内容和成果如下:1.通过室内试验,研究了冻融作用下土体渗透性、容水性、持水性的变化规律,并定量的分析了冻融次数对土体水理性能的影响,由此构建冻融作用下渗透系数变化的数学模型,为季节性冻土地区水理参数的确定提供了支持。2.通过室内土壤未冻水含量与温度关系的试验,对土体的冻结温度进行了分析,将冻结温度变化过程划分为五个阶段,并对含水率不同造成冻结温度不同的情况进行了解释;研究了冻融作用下土体未冻水含量的变化规律,发现融化特征曲线与冻结特征曲线存在明显的滞后性,并构建了冻融过程中未冻水含量随温度变化的数学模型;根据不同温度下的土体未冻水含量,估算出相应的比热和导热系数,为季节性冻土斜坡温度场计算参数的确定提供了支持。3.通过对不同浸泡时长条件下原状土试样的直剪试验,研究了不同浸水时长的试样的峰值强度和残余强度的变化规律,结果表明,浸泡条件下,土体抗剪强度的衰减是长期性的;分析了抗剪强度指标随浸泡时长的变化规律,并获得峰值粘聚力随浸泡时长变化的数学模型,解释了浸泡软化机理,为斜坡稳定性分析提供支持。4.制作了含有冻融界面的试样,通过室内直剪试验,研究了不同含水量的融土试样和含界面试样在冻融循环作用下力学性质的变化;定义了抗剪强度指标衰减系数λ_c、λ_φ,并依据试验数据构建了抗剪强度指标衰减系数随冻融次数变化的数学模型,为季节性冻土斜坡稳定性分析提供了支持。5.以室内试验的试验数据为基础,利用Geo-Studio软件构建了冻融期斜坡温度场、地下水渗流场演化模型,并进行了稳定性分析,进一步揭示了季节性冻土地区黄土斜坡失稳的机理:冻结滞水导致地下水位升高,造成土体软化,进而引发整体失稳;冻融循环作用使表层土体强度降低,进而引发滑坡;融化阶段,冻融界面成为隔水层,上层融水沿冻融界面顺坡渗流,进而引发沿冻融界面滑动的顺层滑坡。