黑龙江干流堤防会受到季节性气候的影响,每年都会遭到不同程度的冻害侵袭,如堤身土体冻融产生的不均匀沉降、堤顶公路因冻胀产生的额裂缝、隆起等,堤防在使用过程中发生这样的破坏不仅影响工程发挥应有的效益同时还会增加工程的维修费用,所以研究季节性气候地区因冻胀引起的工程问题很有必要。本文选取黑龙江干流黑河市爱辉区上马场乡桩号6+500处记为砂试样和抚远县八岔赫哲族乡桩号3+200处砂土试样进行了基本物理特性分析、堤防破坏机理分析和冻融特性分析,考察冻融循环后土体的抗剪强度指标的改变情况。首先对取回的土样进行基本物理性质的测定命名,随后分析冻融破坏产生的机理和影响冻融破坏的因素,再从破坏机理出发,利用水分迁移试验、三轴剪切试验和冻融特性试验进行进一步研究,得出了以下结论:(1)黑河土样属于低液限级配良好的砂,易于压实,工程性质稳定,工程完工后沉降小;八岔土样属于低液限级配不良的砂,工程性质较差,不易压实,完工后沉降明显。(2)产生冻融的原因是温度、含水量和应力相互作用的结果,温度是水分迁移的驱动力,水分是引起冻融的根源,荷载是外界主要影响因素,堤顶混凝土公路发生破坏主要是由重力,支持力,冻胀力和不均匀荷载引起。(3)介绍一种新型国外研究冻融作用下孔隙中的水份迁移试验装置,并测定了黑龙江干流堤防砂性土的温度场、应力场和水分场的时空分布,含水率随温度变化具有明显的滞后现象。