季节性冰冻区路基全寿命周期内由于受到自然环境的影响,它的结构、物理性质、力学性能(强度、稳定性等)等都会不断发生改变。太沙基有效应力原理认为,土是以固-液二相形式存在,土的颗粒间摩擦力提供了土的有效应力,孔隙水的压力不提供土的强度和抗变形能力。而在非饱和土研究中,认为土是以土粒、孔隙水、孔隙气、水气收缩膜四相共同组成,水气收缩膜的张力也提供着部分有效应力,使得非饱和土较饱和土更为复杂多变。一般来讲,除非极靠近地下水位这种极端潮湿的情况,铁路、公路和机场跑道路基填土都是非饱和的四相土,因此将饱和土和非饱和土分开讨论是必要的,盲目的将土看待成固、液二相和无视路基自然情况下湿度的变化带来的一系列影响会导致理论研究的误差进而影响到工程建设的稳定性和安全性。对于筑路材料而言,回弹模量是他们在荷载作用下抵抗变形的能力的体现,是主要受湿度、压实度等因素影响的重要性能指标,近年来许多研究表明,回弹模量与基质吸力有着密切的关联。土的基质吸力源于土孔隙中水气分界收缩膜的表面张力,是非饱和土力学中岩土分析的关键变量,土中的基质吸力主要受土中水分含量大小影响,能够作用于土颗粒上提供一定的粘结力和抗变形能力,对回弹模量起到一定的提升作用。而且基质吸力也能侧面反映路基材料的压实程度。近年来通过预估基质吸力来预估路基在实际运营期内水分达到平衡时的湿度状态的方法被逐渐应用起来。而季节性冻土区的路基材料除了受自然中降雨蒸发造成的湿度变化影响外,还要承受每年季节间巨大温差导致的冻结和融化作用对路基性能的削弱。因此综合考虑湿度、冻融等因素,针对非饱和路基填料开展有关基质吸力和动回弹模量的关联性研究,对确保路基结构在荷载与环境双重作用下长期服役的安全和稳定具有重要意义。本文以含水率变化为主要因素,冻融为附加因素,围绕非饱和油页岩废渣-粉煤灰改良土的基质吸力和动回弹模量展开关联性研究。首先以油页岩废渣-粉煤灰改良土和吉林地区低液限粉质黏土和两种路基填料为研究对象进行对比分析,在室内实验室条件下,开展滤纸法基质吸力实验、冻融循环实验和SEM电镜扫描实验。得到不同次数冻融循环后的土水特征曲线和孔隙结构特征,从水分变化,冻融次数变化二个角度分析基质吸力的演变规律,并结合冻融前后的孔隙结构变化分析了冻融循环-孔隙结构-土水特征曲线三者的相互影响规律。在此基础上针对油页岩废渣-粉煤灰改良土进行不同含水率、冻融循环次数、应力路径下的动回弹模量实验。综合分析了以上因素对路基动回弹模量的影响规律。基于广义有效应力原理,结合土水特征曲线形态和特点,构建新的有效应力参数。基于实验数据构造动回弹模量与基质吸力的关系,提出了综合反应应力水平,非饱和特性的动回弹模量预测模型,与美国州公路及运输协会推荐的以含水量预测动回弹模量的模型进行对比,结果表明本文建立的基质吸力-动回弹模量预测模型拟合度更高。并在此基础上提出并引入描述动回弹模量随冻融次数变化的冻融折减系数,对冻融循环后的路基动回弹模量进行预测。本文研究表明,该方法的预测结果与实测结果相关性显著。