为深入了解水泥改良粉质黏土的冻胀融沉特性，以福州地区四号线地铁所穿典型土层粉质黏土为例，分析了水泥浆掺量、养护龄期、冻结温度和水灰比4个因素对水泥改良粉质黏土的影响，获得单因素作用下改良土的冻胀融沉规律，确定了改良土的最佳水泥浆掺量为20%,最佳水灰比为0.8,并通过温度监测得出冻胀融沉试验过程中温度场的发展规律。通过SPSS Statistics建立多元线性回归方程，预测水泥改良粉质黏土在多因素综合作用下的冻胀率，分析得出对冻胀率影响程度大小为水泥浆渗入量>养护龄期>冷端温度>水灰比。

为深入了解水泥改良粉质黏土的冻胀融沉特性，以福州地区四号线地铁所穿典型土层粉质黏土为例，分析了水泥浆掺量、养护龄期、冻结温度和水灰比4个因素对水泥改良粉质黏土的影响，获得单因素作用下改良土的冻胀融沉规律，确定了改良土的最佳水泥浆掺量为20%,最佳水灰比为0.8,并通过温度监测得出冻胀融沉试验过程中温度场的发展规律。通过SPSS Statistics建立多元线性回归方程，预测水泥改良粉质黏土在多因素综合作用下的冻胀率，分析得出对冻胀率影响程度大小为水泥浆渗入量>养护龄期>冷端温度>水灰比。

为研究冻融循环下纤维改良粉砂土路基的含水率、干密度、纤维掺量对土体热物理学特性的影响规律，通过开展室内导热系数测试试验，测得不同含水率、干密度、纤维掺量改良粉砂土的导热系数，分析不同因素对改良粉砂土导热系数的影响。结果表明，在干密度、纤维掺量以及冻融次数相同的情况下，改良路基土的导热系数随含水率的增大呈非线性增长，且当含水率超过12%时，增长速率减小，试验范围内导热系数为0.39～1.32 W/（m·K）;在含水率、纤维掺量以及冻融次数相同的情况下，改良路基土的导热系数随干密度的增大呈指数增长，且当干密度超过1.9 g/cm3时，增长速率减小，试验范围内导热系数为0.45～1.87 W/（m·K）;在含水率、干密度以及冻融次数相同的情况下，改良路基土的导热系数随纤维掺量的增大线性减小，试验范围内导热系数为0.59～1.3 W/（m·K）;在含水率、干密度以及纤维掺量相同的情况下，改良路基土的导热系数随冻融循环次数的增大线性减小，试验范围内导热系数在0.48～1.01 W/（m·K）。研究成果可为西部粉砂土分布地区工程建设提供参考。

为研究冻融循环下纤维改良粉砂土路基的含水率、干密度、纤维掺量对土体热物理学特性的影响规律，通过开展室内导热系数测试试验，测得不同含水率、干密度、纤维掺量改良粉砂土的导热系数，分析不同因素对改良粉砂土导热系数的影响。结果表明，在干密度、纤维掺量以及冻融次数相同的情况下，改良路基土的导热系数随含水率的增大呈非线性增长，且当含水率超过12%时，增长速率减小，试验范围内导热系数为0.39～1.32 W/（m·K）;在含水率、纤维掺量以及冻融次数相同的情况下，改良路基土的导热系数随干密度的增大呈指数增长，且当干密度超过1.9 g/cm3时，增长速率减小，试验范围内导热系数为0.45～1.87 W/（m·K）;在含水率、干密度以及冻融次数相同的情况下，改良路基土的导热系数随纤维掺量的增大线性减小，试验范围内导热系数为0.59～1.3 W/（m·K）;在含水率、干密度以及纤维掺量相同的情况下，改良路基土的导热系数随冻融循环次数的增大线性减小，试验范围内导热系数在0.48～1.01 W/（m·K）。研究成果可为西部粉砂土分布地区工程建设提供参考。

针对掺入纤维对土体冻融特性的影响进行离散元数值模拟，首先自研了过程感知融化固结系统，基于融沉试验，提出了微观参数折减法模拟融化过程，分析了纤维掺量、纤维长度、土样高度的影响规律。结果表明：离散元方法可对融沉过程进行较为有效的模拟，并可得到最优纤维掺量，对于模拟工况，最优纤维掺量为0.1%；从融化压缩模量看，纤维长度与掺量为敏感影响因素，土样高度为次要因素；掺入纤维对土体强度与融沉特性的提升效果具有一致性。

针对掺入纤维对土体冻融特性的影响进行离散元数值模拟，首先自研了过程感知融化固结系统，基于融沉试验，提出了微观参数折减法模拟融化过程，分析了纤维掺量、纤维长度、土样高度的影响规律。结果表明：离散元方法可对融沉过程进行较为有效的模拟，并可得到最优纤维掺量，对于模拟工况，最优纤维掺量为0.1%；从融化压缩模量看，纤维长度与掺量为敏感影响因素，土样高度为次要因素；掺入纤维对土体强度与融沉特性的提升效果具有一致性。

水分迁移引起的分凝冻胀是土体冻胀变形的主要来源，而掌握冻结过程中水分迁移规律是揭示土体冻胀机理的关键。为探究钢纤维改良土抑制冻胀机理，利用改进的冻胀装置设计进行了独立补水条件下的分层冻胀试验，获得如下结论：冻结过程中试样下部的冻胀作用会引起上部未冻土的排水，冻结过程中0.5%掺量试样的中层与上层土体排水量分别占相应土体水分迁入量的1.22%和3.45%；掺入钢纤维可明显减小试样的补水量，相比于未掺钢纤维试样，0.5%掺量试样的中层和上层补水量可分别减小10.19%,17.87%；钢纤维掺量及长度的增加不仅可促进试样中水分排出，而且会抑制土体中冰透镜体生长，降低外部水分迁入量，从而减小试样冻胀率。研究结果表明，试样中掺入钢纤维后引起的排水效应及限制冰透镜体的生长过程，是钢纤维改良土抑制冻胀的主要原因。

水分迁移引起的分凝冻胀是土体冻胀变形的主要来源，而掌握冻结过程中水分迁移规律是揭示土体冻胀机理的关键。为探究钢纤维改良土抑制冻胀机理，利用改进的冻胀装置设计进行了独立补水条件下的分层冻胀试验，获得如下结论：冻结过程中试样下部的冻胀作用会引起上部未冻土的排水，冻结过程中0.5%掺量试样的中层与上层土体排水量分别占相应土体水分迁入量的1.22%和3.45%；掺入钢纤维可明显减小试样的补水量，相比于未掺钢纤维试样，0.5%掺量试样的中层和上层补水量可分别减小10.19%,17.87%；钢纤维掺量及长度的增加不仅可促进试样中水分排出，而且会抑制土体中冰透镜体生长，降低外部水分迁入量，从而减小试样冻胀率。研究结果表明，试样中掺入钢纤维后引起的排水效应及限制冰透镜体的生长过程，是钢纤维改良土抑制冻胀的主要原因。

通过在两种黏性土中分别掺入不同配合比的阻水剂，制备成试样，进行吸水率、无侧限抗压强度测试和不同次数冻融循环条件后的力学试验。结果表明：在塑性指数大于15的黏性土中掺入15%的胶凝剂+配合比为1%～2%的阻水剂，改良土的吸水率是未加阻水剂的10%～20%。改良土试样的无侧限抗压强度随冻融循环次数的增加衰减较小，24次冻融循环后的无侧限抗压强度损失率在10%以内，而未改良土强度损失率高达50%以上。另外，含阻水剂的改良土试样受多次冻融循环后的质量变化率均小于5%。

通过在两种黏性土中分别掺入不同配合比的阻水剂，制备成试样，进行吸水率、无侧限抗压强度测试和不同次数冻融循环条件后的力学试验。结果表明：在塑性指数大于15的黏性土中掺入15%的胶凝剂+配合比为1%～2%的阻水剂，改良土的吸水率是未加阻水剂的10%～20%。改良土试样的无侧限抗压强度随冻融循环次数的增加衰减较小，24次冻融循环后的无侧限抗压强度损失率在10%以内，而未改良土强度损失率高达50%以上。另外，含阻水剂的改良土试样受多次冻融循环后的质量变化率均小于5%。