长春位于中国东北地区地理中心,冬季尤为漫长,冰冻期达五个月。据长春国家基准气候站1956-2018年50多年的气象统计^[1],在1970年出现最低气温,为-36.5℃;地面温度整体变化平稳,地表最低温度出现在2001年,为-46.6℃;冻深有逐年下降的趋势,在1984年出现最大冻深,为169cm,而在2015年出现最小冻深,为102cm;最冷月份在一月,平均温度约-15℃。持续数月的低温会导致土体的冻胀,因此常引起路基的损坏或建筑物基础的开裂。由于该地区粉质粘土十分丰富且分布广泛,因此研究关于季冻区粉质粘土的冻胀量随温度的变化及其水分迁移,对季冻区工程建筑以及工程中预防冻害有重要意义。本文以吉林省长春市净月区一处取样点的粉质粘土为研究对象,在室内对土样的液塑限、最大干密度和颗粒成分等基本物理指标进行了测定,同时也为接下来各试验试样制备所需的各项控制条件,如温度、含水率、压实度和温度等的确定,提供帮助和参考。进行了起始冻结温度测试试验,探究了不同条件对土的起始冻结温度的影响;进行了NMR法测土体的未冻水含量试验,利用核磁技术研究了不同因素对未冻水含量的影响,并用两种方法对未冻水含量进行预测;进行了土体内部温度梯度试验,研究了不同影响因素下冻结锋面的下降位置及其下行速率,并分析了不同因素对土体中最终稳定时的温度的影响程度;设计了封闭系统条件下分层冻胀试验,探究不同压实度、温度、含水率下粉质粘土的冻胀特性;进行了密闭系统单向冻结条件下粉质粘土内部水分迁移试验,观察并分析了土体中水分迁移的特点。最后用人工神经网络对不同深度处土体在不同条件下的冻胀量进行预测。