西北季节冻土区普遍分布着非饱和黄土。路基、边坡等工程项目大多处于非饱和区,且大面积暴露于地表,由于受季节性气候变化的影响,浅层土的物理、力学性状受外界环境的扰动长期处于动态变化之中。尤其在反复冻融和干湿交替作用下,土体内部微结构发生改变、水分重分布,引起颗粒大小、间距及其排列、联结关系等均发生变化,导致土颗粒间的联结力降低、强度衰减,最终引起工程实体产生病害。鉴于此,开展黄土在冻融和干湿循环下力学行为的变化机理及其在边坡工程中应用的相关研究,可望为季节冻土区工程建设提供参考价值。本文选取宝兰高铁沿线典型高边坡黄土为研究对象,首先采用实验室测试方法,在冻融循环、干湿交替及其共同作用下对黄土进行直接剪切、固结试验,研究其力学性质的变化。其次,结合数值模拟软件Geo-Studio,分别模拟冻融循环、干湿交替对不同坡度边坡温度场、渗流场及边坡稳定性的影响。主要研究工作及成果概括如下:(1)在给定干密度下,随着含水率的增加,无论何种试样,其粘聚力、内摩擦角、压缩模量1-2E逐渐减小,孔隙比增量、压缩系数1-2a逐渐增大。另外,冻融循环、干湿交替、冻融干湿循环对土体的破坏作用依次增加。(2)在给定含水率下,随着干密度的增加,无论何种试样,其粘聚力、内摩擦角、压缩模量1-2E逐渐增加,孔隙比增量、压缩系数1-2a逐渐减小,但内摩擦角、孔隙比增量、压缩模量1-2E等对冻融作用的响应与初始干密度密切相关。(3)在给定干密度和含水率下,随着循环次数的增加,试样粘聚力、压缩模量1-2E逐渐减小,孔隙比增量、压缩系数1-2a逐渐增加。但对于内摩擦角而言,冻融循环使其增加,干湿交替和冻融干湿循环使其减小。(4)随着冻融循环、干湿交替的进行,边坡安全系数逐渐降低,并且前期边坡安全系数下降较快。对于冻融边坡而言,坡度与安全系数成负相关,但对于干湿边坡这种认知并不全面,这主要与渗流强度和坡度有关。