季节性冻土的冻融是土壤内部的重要物理过程,合理确定冻结深度是季节性冻土区防冻设计的关键。在季节性冻土区,最大冻融界面是路基高度设计为防止冻胀所考虑的一个重要参数。冻土冻融活动层的加深,将导致地面沉降,石油和天然气管道及相关设施,同时,土壤冻胀本身不仅引起基础破坏,还可引起桥梁、涵洞基础的冻害。冻土融化时,土层在重力和上覆荷载的作用下,路基及基床会产生不同程度的沉降。为研究季节性冻土区黏土的冻结深度,统计我国部分季节性冻土地区气温情况,获得这些地区的气温特征,以此确定室内试验的温度边界条件,开展粉质黏土单向循环冻融试验。通过室内冻融试验,土壤冻结深度预测公式研究,冻土水热耦合数值分析等内容,得到了不同温度条件下不同含水率粉质黏土最大冻结深度。（1）获得了我国部分季节性冻土地区温度情况,在气温数据的基础上,设计了温度振幅为25,年平均气温分别为12.5℃、0℃、-12.5℃的三种温度条件。开展了土壤质量含水率分别为10%、20%、25%、30%四种试样的单向冻融循环试验。得到了不同温度条件下四种含水率粉质黏土最大冻结深度,并阐述了冻结深度与含水率之间的规律。（2）通过对比分析实测值与Stephan公式、鲁基扬诺夫公式、《建筑地基基础设计规范》公式、《冻土地区建筑地基基础设计规范》与《冻土工程地质勘察规范》公式的预测值,表明鲁基扬诺夫公式预测的冻结深度相对其他公式较准确。结合未冻水体积含水率修正了《冻土地区建筑地基基础设计规范》的冻结深度计算值,其误差在6%之内,建议在季节性冻土区的黏土地区用该修正公式计算设计冻结深度。（3）基于土体水分和热量迁移基本方程、水分相变与温度的平衡方程,同时考虑相变对水分特征参数和热特性参数的影响以及相变潜热对传热过程的影响,建立冻土水热耦合数学模型。对Comsol multiphysics有限元计算软件进行二次开发,采用该数值模型对三种不同温度边界条件,四种含水率的室内土体冻结试验进行数值模拟,并与试验结果进行对比,结果表明该程序可以较为准确地模拟土体冻结过程中温度场和水分场的演化特征。