我国膨胀土与季节性冻土分布区域存在大面积的重叠,经过冬冻春融后,边坡支挡结构极易出现悬空、胀裂等病害,大幅度增加了季冻区高速铁路路基工程的建设难度和安全平稳运行的风险,故明确膨胀土在冻融循环作用下工程特性的变化规律极为重要。本文通过理论分析和室内试验相结合的手段,探讨冻融循环作用对不同初始状态膨胀土工程特性的影响,主要研究成果如下:(1)初始状态为含水率26%/压实度0.90/冻结温度-15℃的膨胀土在冻融循环过程中体积表现为冻胀融缩,而初始状态为含水率20%、23%/压实度0.90/冻结温度-15℃的膨胀土体积表现为冻缩融胀;(2)初始状态为含水率23%、26%/压实度0.90/冻结温度-15℃的膨胀土,经第1次冻融作用,无侧限应力-应变关系曲线峰值应力出现显著的跌落;初始状态为压实度0.85、0.90、0.95/含水率20%/冻结温度-15℃的膨胀土,随着冻融循环次数的增加,无侧限抗压应力-应变关系曲线由分散的微小应力跌落的曲线组成;冻结温度越低,对无侧限抗压强度的影响越大。(3)随着冻融循环次数的增加,试样的内部结构发生改变,颗粒间的胶结作用减弱,导致膨胀土的无侧限抗压强度、粘聚力、抗剪强度、弹性模量总体上均呈下降趋势,约降至初始值的0.5~0.7,而内摩擦角虽波动起伏,但由于颗粒间的咬合接触点面积增加,总体上呈现为增大的变化规律。(4)建立了膨胀土工程特性参数与冻融循环次数的函数关系式,为指数式衰减函数,其次进一步建立膨胀土的无侧限抗压强度、粘聚力随冻融循环次数以及初始状态的二元函数表达式,在一定程度上可定量反映冻融循环和初始状态的耦合作用对膨胀土工程特性的影响规律。