为了研究粉质黏土中吸附水和自由水在冻融时的动态变化特征，探索土体冻融过程中土水之间物理过程。采用新型分层核磁测量技术，开展了含水量(质量分数)分别为21.1%,16.8%和12.0%的粉质黏土在封闭条件下的冻融试验，并采用电子显微镜扫描了冻融后不同深度土体的微观结构。试验结果表明：随着土体冻结过程持续，不同深度土体中自由水和吸附水均减少，且冻结区和非冻结区的自由水相对减少量均大于吸附水相对减少量；土样融化时不同深度土体中自由水和吸附水均增加；此外冻融作用导致冻结区吸附水减少，自由水增加；而未冻结区的吸附水和自由水均减少；冻融后冻结区的孔隙数量和孔隙体积增加，而未冻结区孔隙数量和孔隙体积减小。冻结过程中土体吸附水和自由水动态变化差异与水分子作用势的不均匀空间分布有关；冻融前后土体吸附水和自由水的重分布是水分迁移和土体微观结构变化共同作用的结果。
预应力孔道内压浆料浆液及自由水冻胀致使混凝土沿纵向开裂，是高寒地区后张预应力混凝土（PC）梁特有的病害，严重影响结构的安全性、适用性、耐久性.为了明确病害特征，对冻胀受损梁体进行钻孔和解剖检测，进一步精细定量地研究冻胀效应，采用有限元软件ABAQUS建立孔道冻胀非线性模型，开展压浆料浆液冻胀行为分析和自由水冻胀参数分析，研究孔道内压浆液冻胀率和自由水体积的控制指标.研究结果表明：高寒地区后张PC结构孔道压浆后，受冻并先后发生压浆料浆液冻胀和自由水冻胀，致使孔道周围混凝土反复受拉而沿纵向开裂；压浆料浆液的体积膨胀率宜控制在0.80%以内，最高不得超过1.73%；泌水体积比宜控制在0.04%以内，最高不得超过0.52%，由此可有效降低孔道内压浆液及自由水冻胀的风险.