冻土是由土骨架、冰、水和气组成的多相材料,其力学特性是在高寒深季节冻土区修建边坡、路基、基坑等工程时需要关注的重点。随着高铁等轨道交通工程在我国的广泛建设,在深季冻区发现了大量的、传统认知中本常见于温湿气候区的膨胀土场地。在深季冻区冻融循环作用以及干湿循环作用的长期影响下,膨胀土的力学特性将遭受不利影响,这就导致膨胀土边坡的稳定性势必存在较大问题,其上各类工程的安全性势必存在重大隐患。因此,针对深季冻区膨胀土低温力学特性展开深入研究将是合理评价寒区工程服役性能的重要一环。本文依托哈尔滨-佳木斯客运专线高速铁路工程,以佳木斯膨胀土为研究对象,细致总结了国内外关于冻土以及膨胀土力学性能的研究成果,广泛开展了一系列基本物理性质试验以及低温三轴试验。并以此为基础,基于连续损伤理论,借鉴Drucker-Prager强度准则,建立了能够有效还原冻结膨胀土力学特性的统计损伤模型。本文的主要内容及研究成果简述如下:(1)针对佳木斯膨胀土开展了包括界限含水率试验、击实试验、颗粒分析试验、XRD试验、热重分析试验、自由膨胀率试验和无荷载膨胀率试验等多项物理性质试验,获取了包括界限含水率、最优含水率、最大干密度、矿物成分、膨胀矿物成分及含量、自由膨胀率及无荷载膨胀率等多项物理性质参数,定量刻画了佳木斯膨胀土的物理性质。(2)以物性试验为基础,综合考虑温度、围压、初始含水率以及冻融循环作用等多种因素的影响,针对佳木斯膨胀土开展了常规三轴试验及多组低温三轴试验,获取了其在不同温度、不同围压、不同含水率及冻融循环作用下的固结不排水三轴试验应力-应变曲线,详细探讨了温度、围压、初始含水率以及冻融循环作用对冻结膨胀土力学性能的影响。(3)根据低温三轴试验结果,借鉴国内外最新研究成果,参考Drucker-Prager强度准则,基于连续损伤理论以及Weibull分布理论,针对佳木斯冻结膨胀土,建立了考虑温度影响的冻土统计损伤模型。通过将模型预测值与试验值进行对比,表明该模型能够有效再现冻结膨胀土的力学特性。