气候的干湿冷暖变化会直接引起多年冻土区路基工程稳定性的变化。过去的研究更多关注气温对冻土路基热稳定性的影响，而较少关注降雨及其变化对冻土路基的影响及其影响机制，研究结果也存在争议。近50a青藏高原湿化趋势显著，降雨量增加速率可达0.4～2.0mm·a-1，降雨变化必然导致地表能量平衡过程、活动层水分状况、土壤热物理性质和水热输运过程的改变。因此，亟需深入认识降雨对冻土路基工程的影响，以期减少和防治地质灾害和冻土路基病害。本文采用现场监测和数值模拟相结合的方法，以北麓河地区砂砾路面和天然场地水分、温度及气象资料为基础，分析了路基活动层水热宏观迁移规律、活动层水分累积情况及降水对路基热状况的影响;以传热学、饱和-非饱和土体渗流理论和近地表大气动力学理论为基础，将温度和含水量作为基本变量，建立了考虑液态水和水汽相变、水分对流传热和水汽运移的土壤-地表-大气能量平衡及土壤内部水热变化的耦合模型，分析了土壤热传导、液态水对流、水汽对流、水汽扩散潜热对传热的贡献及液态水和水汽运移对水分迁移的贡献;研究了降雨对冻土路基水热的影响过程、影响机制及未来降雨变化对冻土路基的影响，主要结论如下:　　(1)降水通过改变地表能量分配、土壤热参数和对流传热过程影响冻土路基的水热过程，青藏高原高频率、小量降雨能够增大地表潜热、降低地表土壤热通量和浅层路基温度、增大路基含水量;近10a路基水热监测表明，虽然青藏高原年降雨量有增大趋势，但路基未出现明显的水分累积，冻土路基蒸发及水汽运移相应增大，增强的表层水热输运过程对冻土路基产生了不可忽略的影响。因此，在对冻土路基热稳定性计算分析时，应当考虑降水变化引发的热参数变化、水分对流传热以及水汽潜热对路基温度场和水分场的影响，以提高预测分析的精度和可靠性。　　(2)基于传热学及饱和-非饱和土体渗流理论基础，以温度和含水量为基本变量，建立了考虑液态水和水汽相变、水分对流传热和水汽运移的土壤-大气-地表能量平衡及冻土水-汽-热输运模型，结合近地表大气动力学理论建立可以考虑降雨、蒸发作用的水热耦合上边界条件，并制定了模型参数化方案，采用有限元软件对模型求解，通过北麓河天然场地水热变化的监测和模拟对比，验证了冻土水-汽-热输运模型的可靠性。计算结果表明，活动层水分运移冬季以水汽运移为主，夏季液态水和水汽通量相当，全年以液态水运移为主(＞80％);热传导是能量传递的主要方式，活动层浅层(＜75 cm)水汽扩散潜热和液态水对流传热贡献率＞5％，应当在能量传递中予以考虑;在降雨事件期间和之后，液态水运移明显增强，液态水和水汽下渗占主导地位，降雨降低表层土壤温度、减小土壤热传导通量，有利于土壤热稳定性。　　(3)降雨对冻土和路基作用主要通过改变地表能量分配和土壤水热运移实现:a）年降雨量增大导致地表土壤热通量减小，热传导通量、水汽对流热通量和水汽潜热减小，液态水对流传热增加，土壤水分累积量有小幅度增加，降雨增大导致的热传导通量减小量比液态水对流热通量增大更大，降雨增加起到降低土壤温度的作用。b）土壤颗粒粒径增大引起地表净辐射增大、蒸发潜热增大、感热通量减少、地表土壤热通量减小、液态水对流传热增加，冻土上限随土壤颗粒粒径增大下降性。c）黑色沥青路面结构增大地表净辐射和土壤热通量、减小地表蒸发潜热、阻隔了大气与路基的水分传递，沥青路基含水量几乎不受降雨影响;降雨能够增大砂砾路面潜热通量、降低土壤热通量，砂砾路面和沥青路面修筑都会导致多年冻土的活动层变厚，不利于冻土稳定。　　(4)未来气候湿化背景下，以砂砾路基为例，模拟降雨增速1 mm·a-1和3mm·a-1湿化情景下的水热响应，结果表明:年降雨量增大导致地表潜热增大，地表土壤热通量减小，活动层温度降低，人为冻土上限抬升，降雨增大缓解了路基工程对下伏多年冻土的热扰动;但降雨增加增大水分下渗，导致的活动层水分累积，由此将引起冻融期间冻胀和融沉灾害的发生。