多年冻土在我国分布广阔,作为一种特殊地基,它所产生的工程病害造成工程失效,甚至破坏,在国内外工程界引起广泛重视,因此研究多年冻土具有重要的意义。本文在国内外冻土地基中桩的模型试验的基础上,以相似理论为基础,对模型试验方案进行了设计。模型桩材料分为铝管和木质,模型桩形式分为单桩和异形“T”型桩。作者利用本校的低温环境箱制作了低温模型试验箱,同时进行了模型桩的制作以应变片的粘贴,测温元件与位移百分表的布置,并对模型试验所用土进行土工试验,测定土的物理力学参数。准备工作完成之后,通过模型试验模拟冻融循环下冻土中桩的冻拨现象,探讨经过2个季节循环后桩身内力以及桩的变形,在其他研究学者对冻土-桩研究的基础上,结合试验所测数据与现有理论,对温度的变化规律,桩在冻融循环作用下冻结力随时间、深度的变化规律进行分析,同时计算得出土与桩的变形量,为多年冻土桩基础设计提供参考。得到以下研究成果:　　 (1)经改良后的冻土模型箱能够有效地实现土体的冻结与融化过程,可模拟出多年冻土区冻融循环过程。　　 (2)无外界水补给的条件下,温度是影响冻结力最主要的因素。在冻结过程初期,温度呈直线下降趋势。温度由上至下传递过程中存在温度梯度,随着深度的增加,土体对温度的敏感程度降低。　　 (3)冻结力与深度的变化曲线呈“抛物线”形,极大值发生在1／3～1／2桩深范围内。之后,随着深度的增加,冻结力逐渐减小。由于桩底温度受外界影响较小,桩的下部冻结力变化幅度较小。同时,冻结力随时间的变化产生衰减现象,这与冻土的蠕变性质有一定关系。相同试验条件、同种材质、同一时间以及同一深度条件下,“T”型桩的冻结力大于单桩的冻结力,这是由于“T”型桩的桩项扩大段会产生一定的法向冻胀力,因此增大了切向冻结力。　　 (5)冻融循环过程中桩周土位移变化量大于各类型桩顶位移量。随着温度的降低,桩周土冻胀隆起,各类型桩有上拔趋势；随着温度的升高,桩周土融沉下陷,各类型桩有下沉趋势。土体最大冻胀与融沉量分别为2.65mm和4.66mm；桩体最大上拔量为1.54mm,最大融沉量为1.19mm,分别占桩长的0.51％和0.4％。