季冻区路基受冻融循环作用,路基会发生冻胀,使道路产生不均匀沉降,影响道路的行车安全,增加道路的养护和维修费用。因此,季冻区的路基冻胀及安全性问题值得关注。本文基于FLAC3D对季冻区的路基冻胀问题进行了模拟研究。通过室内冻胀试验获取土的冻胀系数,并对其进行修正,给出修正冻胀系数的方法;同时进行室内热参数试验获取模拟所用的导热系数、比热容等热参数。建立路基模型,对不同温度下路基的冻胀特性进行分析;根据哈尔滨地区冬季日平均气温,对路基模型进行了冬季全冻结过程的冻胀数值模拟,得到了路基的位移场与温度场。主要研究工作如下:(1)阐述了FLAC3D温度模块的基本理论,包括能量方程、热应变公式及热传导公式,确定了数值模拟所需的关键参数,即材料的冻胀系数、导热系数以及比热容。(2)通过进行室内冻胀试验,得出了季冻区三种土在不同含水率、不同干密度和温度逐级降低下的冻胀系数,同时为路基冻胀的数值模拟提供了相应的冻胀系数原始数据;对相关土样进行了不同温度下热参数的室内试验,获取该土样的导热系数、比热容和导温系数;查阅文献获取了路基模型力学参数。(3)通过FLAC3D模拟室内多工况下冻胀试验,对比模拟与试验结果,修正了冻胀系数,将修正后的冻胀系数再次通过FLAC3D模拟试验得出结果,模拟与试验结果较接近,给出更加准确的冻胀系数和修正方法。(4)建立路基模型,对该路基模型进行不同温度冻结模拟,分析在不同负温冻结下,路基的冻胀特性。根据哈尔滨地区冬季气温,应用上述参数,对哈尔滨市某路基全冻结周期的冻胀情况进行数值模拟,得出路基位移场与温度场变化的一般规律。