我国季节冻土分布广泛,面积约为513.7×104km2,约占全国陆地面积的53.5%。由于许多地区冻结主要发生在地表2~3m的范围内,主要是非饱和土的冻融问题。在季节冻土区,许多工程危害与冻融过程中土中水分的迁移有密切关系。国内外相继投入了大量的人力物力研究土中水分的迁移机理,至今尚未形成一致的认识,没有一个广泛接受的模型。本文研究非饱和粉质粘土在冻融过程中的水分迁移规律,主要成果包括:1、借助我院新建土木工程低温实验室的XT5405B型高低温冻融循环试验箱、DT615数字采集系统和T型热电偶等试验仪器,组成一套室内水分迁移试验装置,工作性能良好。通过调节试验箱顶板、底板和箱体的温度模式,试验研究在正冻和正融试验条件下原状和重塑粉质粘土中水分的迁移,得到了试样中温度场、温度梯度、冻结锋面、含水量、融冻界面、水分迁移量等方面试验结果及变化规律。2、试验包括7个原状土试样和10个重塑土试样。在其他试验条件相同的条件下,改变初始含水量或温度模式,研究了单个因素对水分迁移的影响。两种类型土的试验结果均表明,冻结时顶板负温越高,初始含水量越大,经冻结并融化到设定位置时,水分积聚现象越明显,水分聚集层的含水量越大。重塑土试验结果表明,冻结后在试样中间部分会出现含水量增大很明显的土层,出现的位置受初始含水量的影响不明显,控温模式影响比较明显;融化到设定位置后,在融冻界面处会出现水分积聚的土层,初始含水量越大水分积聚现象越明显。3、水分迁移模型的建立分为冻结和融化两个过程。冻结过程中水分主要以水汽扩散的形式迁移,考虑温度梯度的影响来修正Fick定律,建立了冻结过程中水分迁移模型;在非饱和土的达西定律公式里加入温度引起的水分迁移项,建立了融化过程中水分迁移模型。然后编写了计算程序。4、以试验测得的不同深度处含水量为目标,应用遗传算法程序来反演模型中不能通过试验测得的参数。由本模型计算的四个试样的含水量沿深度的分布曲线和试验曲线吻合的比较好,说明本文建立的模型是实际可用的。