在季节冻土区，由冻融循环作用造成的路基土体不均匀冻胀和融沉，严重威胁着道路的运行安全;而随着车流量和车速的不断提高，季节冻土区路基的破坏问题越来越突出。路基土体的冻胀和融沉现象与路基内的水分迁移关系密切，而冻融循环和荷载作用都可以导致水分发生迁移，所以研究冻融循环和荷载作用下，土体内部的温度场、水分场、孔隙水压力和表层位移量的变化规律对道路建设具有重要参考意义。　　目前，对于冻结和融化过程中水分迁移和孔隙水压力变化的研究大都集中在无荷载或均匀受力的小土样试验，基于大土样的模型试验，研究冻融循环与荷载作用下，土体内部水分迁移和孔隙水压力变化规律的试验还不是很多。本文首先对试验土样进行物理力学参数试验，得到土样的基本物理力学参数，然后基于两种工况进行模型试验，第一种工况是在冻融循环、冻融静荷载、冻融动荷载三种条件下的“点”荷载模型试验;另一种是在冻融循环、恒温动荷载和冻融动荷载三种条件下的路基“填挖交界”模型试验。通过模型试验，监测两组工况、三种条件下土体内部温度、孔隙水压力、含水量以及表层位移的变化过程，分析上述指标的变化和分布规律，揭示冻融、荷载作用对土体内部温度、孔隙水压力、含水量及表层位移的影响规律和机制。　　通过以上研究，得到了以下主要结论:　　(1)通过对试验土样进行物理力学性质测试，得到随着冻融次数的增多，土体颗粒排列越疏松，而且土体孔隙增多，土颗粒大小、间距和孔隙大小趋于均匀，同时，土体强度也呈先减小，后增大，最后趋于稳定的变化。而土体渗透系数的变化与土颗粒粒径有直接关系，与孔隙孔径的关系较弱。土体的导热系数与土的含水量和温度有着密切关系，含水量越高，导热系数越大;而随着温度的变化，土样的导热系数主要在-5℃～0℃区间内变化，而在-5℃以下，0℃以上土样的导热系数基本不变。　　(2)在冻融循环和静荷载两种条件下，土体内部的孔隙水压力变化可以分为三个阶段:1）稳定变化阶段;2）快速增大阶段;3）周期性变化阶段。在一个冻融周期内，土体内部孔隙水压力和水分含量都随温度的升高而增大，随温度的降低而减小，而且孔隙水压力和水分都随温度的变化而表现出滞后性。当孔隙水压力和含水量都随温度呈周期性变化时，在升温过程中，随着温度的升高，孔隙水压力和含水量都是先减小后增大;在降温过程中，随着温度的降低，孔隙水压力和含水量都是先增大，后减小，所以孔隙水压力和含水量的周期性变化具有一致性。随着深度的增加，孔隙水压力逐渐增大，而含水量则逐渐减小。　　(3)在冻融初期，土样底部由于更接近补水系统，导致底部位置处的含水量快速增大;而中部位置处的含水量变化滞后于底部;土体上部由于冻融作用的影响，在冻结过程中，水分向冻结锋面迁移，导致冻结锋面处的含水量在初始阶段有小幅的增大。随着冻融循环次数的增加，土体中部和上部位置处的含水量开始快速增大，但是由于上部距离补水系统最远，水分迁移到上部需要一定时间，所以上部含水量的变化滞后于中部，而中部滞后于底部。　　(4)在动、静荷载作用下，随着冻融循环次数的增加，荷载下方和侧下方20cm深度处形成三个高含水量区，而在荷载两侧10cm深度处则形成两个低含水量区，而且随着冻融循环次数的增加，两个低含水量区域的面积呈减小趋势。另外，荷载下方孔隙水压力的最大值并不是在靠近荷载的位置，而是在荷载下方20cm处。孔隙水压力在荷载下方和两侧形成三个集中区。　　(5)荷载应力方向与土体内水分的迁移方向一致。通过水-热、水-力耦合模型，对动荷载作用下土体内的水分迁移方向进行研究发现，随着冻融循环次数的增加，土体内水分开始逐渐向上迁移，导致土体上部水分含量增大;在荷载作用下，土体上部孔隙内水分受挤压而排出，在土体中部形成高含水量区，随着荷载的继续作用，高含水量区域面积逐渐扩大，最终土体内水分在荷载两侧溢出土体表层，形成翻浆。　　(6)通过对黄土路基“填挖交界”模型试验的结果进行分析发现，冻融循环作用导致路基内部水分在导轨下方形成两个高含水量区域，而且路基“填挖交界”处的含水量大于回填土;恒温动荷载作用导致导轨下方出现高含水量带和高孔隙水压力区;冻融动荷载作用则导致路基内部水分和孔隙水压力都沿着原状土与回填土的交界面向上迁移，而且在导轨下方的“填挖交界”区域出现高含水量区和高孔隙水压力区。冻融动荷载作用导致路基内水分和孔隙水压力的增加量明显大于恒温恒荷载作用，而且两者都大于冻融循环作用。　　(7)对黄土路基“填挖交界”进行模型试验，发现在冻融循环、恒温动荷载和冻融动荷载条件下，路基内的水分含量都会增大，但是冻融循环条件下的土体表层位移量较小，而恒温动荷载和冻融动荷载条件下的土体表层位移量较大，说明高含水量路基在没有荷载作用时，路基路面的变形位移量较小，发生路基病害的概率也较小;而当路基有荷载作用时，路基路面会发生较大变形位移，发生路基病害的概率也较大。