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粉质粘土具有大孔隙、强结构性、低塑性、易分散等特点，特殊的粒组特征使其毛细作用显著，对干湿、冻融等环境变化敏感。我国东北深季节冻土区夏秋季干湿变化剧烈、冬春季严寒漫长，粉质粘土工程性质易因干湿、冻融作用发生劣化，引发坡体滑塌、路基失稳等一系列工程问题，对东北地区高速铁路的建设与运营安全提出重大考验。目前，对于干湿循环、冻融循环等环境效应下高铁堑坡静力学、动力学性质劣化的研究尚显不足。应我国东北地区未来高速铁路建设的需要，拟采用哈尔滨地区粉质粘土为研究对象，研究其静力学、动力学性质及在干湿、冻融环境影响下的衰变特征。主要研究内容和成果如下: (1)开展孔内剪切试验BST、预钻式旁压试验PMT、地震波扁铲试验DMT和原位水平应力试验KSB综合研究粉质粘土堑坡原位力学参数，着重讨论粉质粘土堑坡原位水平应力特性。研究结果表明，基于不同分析方法得到的DMT原位水平应力普遍高于KSB测试结果，规范法分析的DMT结果较为合理，建议采用;PMT测得土体原位水平应力与KSB测试结果相近，对于粘性土、粉土、砂土等适用于KSB的地层，建议优先使用KSB方法;基于超水平应力释放思想，提出了分析超固结土K0与OCR之间关系的新方法，使用该方法和现有经验模型对原位试验结果进行对比分析。结果表明，该方法可较好地反映超固结土K0-OCR关系，各参数物理意义明确，优于传统经验模型。 (2)通过改进高压固结仪，开展有荷条件下原状粉质粘土的干湿循环变形试验，研究干湿循环和上覆压力合作用下原状粉质粘土变形的演化规律。结果表明，干湿循环影响下，原状粉质粘土在常规固结变形基础上将产生较大幅度的变形增量，称为干湿变形。干湿变形随着上覆压力的增大，呈先增大后减小的趋势，在先期固结压力处达到最大值。干湿变形主要发生在脱湿过程中，脱湿过程中发生的干湿变形达到总干湿变形的70％以上。 (3)研制冻土三轴剪切电阻率试验系统，实现有压条件下的冻融循环过程以及三轴剪切全过程电阻率的实时监测。试验结果表明，粉质粘土三轴剪切过程中应力-应变曲线与电阻率-应变曲线具有高度的相关性。应力-应变曲线可划分为弹性变形阶段和塑性变形阶段，分别对应电阻率随应变减小的压密阶段和电阻率随应变增大的剪胀阶段。力学性质与电阻率的关联性研究表明，土体剪切强度与初始电阻率、割线模量与电阻率变化率Re间均存在显著的相关性，提出了相应的经验关系式，为季冻区岩土工程中快速获取土体力学参数提供了新的途径。 (4)采用有限元强度折减法，研究冻融深度对粉质粘土堑坡的稳定性的影响，提出临界冻融深度的概念。当冻融深度低于临界冻融深度时，冻融循环作用对安全系数影响较小;当冻融深度超过临界冻融深度后，冻融深度的增大将导致安全系数迅速降低。临界冻融深度下，坡体滑动面由安全系数较高的深部圆弧滑动面向安全系数较低的浅部折线型滑动面转变。堑坡稳定性受到冻融深度的影响强烈，采取相关措施减小冻融深度可以有效降低坡体冻融失稳的几率，对于文中粉质粘土，建议控制冻融影响深度于1m范围内。 (5)针对不同饱和度、孔隙比的原状粉质粘土开展共振柱试验，分析各影响因素对最大剪切模量Gmax的影响规律。Gmax随着围压的增大而增大，随着孔隙比和饱和度Sr降低而增大。当饱和度高于80％时，Gmax随着Sr变化的变动较慢;当饱和度低于80％时，Gmax随着Sr变化的变动较快，显示出明显的分阶段性特征。Gmax～Sr曲线和土水特征曲线分段性相同，说明常含水量法与基质吸力法在非饱和土力学性质研究中的一致性。基于Hardin模型和大量试验数据，对各影响因素进行量化分析，提出结合饱和度，孔隙比和有效围压的土体最大剪切模量预测模型，与现场试验结果与前人试验数据对比取得了良好的效果，适用于室内试验最大剪切模量的预测成果的非饱和校正分析。 (6)通过GDS共振柱测试系统“扭转”和“弯曲”两种激励方式，从冻融循环次数、应变、围压等影响因素出发，研究粉质粘土泊松比的非线性特征。研究结果表明，泊松比随剪切应变的增大而增大，呈“S”型，随围压的增大而减小。在冻融循环的影响下，应变、围压对泊松比的影响减弱。冻融作用引起小应变下泊松比的增大，和较大应变下泊松比的降低。提出考虑冻融循环、围压和应变水平的泊松比估算方法，通过围压、剪切模量和最大剪切模量反映土体泊松比的非线性变化规律，可为寒区岩土工程动力分析与设计提供指导。