为解决季节性冻土区渠系工程冻害破坏问题,本文以位山灌区冻融粉质粘土为研究对象,制备不同干密度、含水率、含盐量的试样进行差异性冻融处理,冻融循环结束后对土样进行直剪试验,依据试验数据,总结分析其力学性质的变化规律;利用MATLAB软件构建RBF神经网络,对试验数据进行训练,结合统计学原理,研究了冻融粉质粘土力学性质影响因素的敏感性及因素间的交互作用,对冻融粉质粘土力学性质影响因素的敏感性进行了等级划分,结合敏感性分析结果建立了回归方程。结论如下:（1）在含水率、干密度、含盐量、冻融循环作用下,冻融粉质粘土应力-应变曲线形状大体相似,即在剪切前期应力随着剪切位移的增加而成比例增加,当剪应力达到峰值后,增长速率越来越慢甚至出现负增长,最终趋于稳定。土体剪应力峰值和残余强度与含水率、含盐量呈负相关,与干密度呈正相关;在冻融循环作用下低密度土体剪应力峰值上升4.8%,高密度土体剪应力峰值下降9.76%。（2）冻融粉质粘土的粘聚力与含水率、含盐量呈负相关,与干密度呈正相关。土体粘聚力以最优含水率16.7%为界,下降趋势先快后慢;当干密度小于1.57 g.cm^-3时,土体粘聚力增加55.1%,大于1.57 g.cm^-3时,土体粘聚力增加68.9%,上升趋势先慢后快。冻融循环作用下,不同含水率土体的粘聚力与冻融循环次数呈负相关;冻融循环作用使低密度土体粘聚力上升,高密度土体粘聚力下降;素土粘聚力与冻融循环次数呈负相关,含有定量硫酸盐土体的粘聚力随冻融循环次数增加先增后降,冻融循环一次后粘聚力达到峰值。（3）冻融粉质粘土的内摩擦角与含水率呈负相关,与干密度呈正相关。土体内摩擦角随含水率变化趋势先快后慢。当土体干密度大于1.57 g.cm^-3时,内摩擦角仅提升0.048°,变化幅度明显减小。土体内摩擦角随含盐量升高先减后增,含盐量小于2%时,内摩擦角降低,含盐量大于2%时,内摩擦角升高,在设计含盐量范围内存在明显阈值。冻融循环作用下,土体内摩擦角整体呈下降趋势,但不同含水率、干密度、含盐量的土体内摩擦角下降反映形式不一致。（4）不考虑交互作用,各影响因素对土体粘聚力敏感性及影响量排序为:干密度B（70.491%）>含盐量C（8.2674%）>含水率A（5.2165%）>冻融循环次数D（3.4783%）,考虑2阶交互作用,各因素敏感性及影响量排序为:B*C（11.6336%）>A*B（11.5845%）>B*D（6.6397%）>C*D（5.6178%）>A*C（3.4088%）>A*D（1.9347%）,考虑3阶交互作用,各因素敏感性及影响量排序为:A*B*C（1.32%）>B*C*D（0.6613%）>A*B*D（0.5285%）>A*C*D（0.403%）,并通过回归分析验证了各影响因素敏感性排序的正确性。本研究在直剪试验的基础上,不仅总结了冻融粉质粘土力学性质与各影响因素之间的关系,而且还利用RBF神经网络定量分析了冻融粉质粘土力学性质影响因素间的敏感性。在试验过程中通过对直剪设备的不断改进、调试,发明了一种应变控制式直剪系统及数据优化方法,使得试验数据的收集更加高效、准确,极大提高了试验效率。因此,本研究在分析方法上具有一定的创新性,所得结论对季节性冻土区渠系工程防冻害研究具有一定的参考价值。