任秀玲，俞祁浩，王金国，张东明，张振宇，王新斌

（1.中国科学院 西北生态资源环境研究院，甘肃 兰州 730000；2.中国科学院大学，北京 100049；3.雅砻江流域水电开发有限公司，四川 成都 610065）

1 研究背景

中国是世界第三大冻土大国，冻土分布面积占陆地面积的21.5%，其中，季节冻土指地壳表层冬季冻结、夏季全部融化的岩土层[1]，占我国国土面积的53.5%[2]。随着西部大开发战略的不断实施，在寒区修建的水电站、公路、铁路等重大工程建设逐渐增多。两河口水电站位于中国四川省甘孜藏族自治州雅江县境内雅砻江干流上，属于季节冻土区，是目前中国第一高、世界第三高土心墙堆石坝。在水电站大坝心墙土料填筑过程中，寒冷的环境条件下，土料会发生反复冻结和融化作用，土体的结构[3]、含水率、孔隙比、体积和干密度等发生明显的变化[4-6]，进一步使土体的压缩性[4，7-8]、黏聚力[9]、单轴抗压和抗拉强度[9-11]、无侧限抗压强度[12]、强度[7，13]和渗透性[3，5-6]发生变化，且渗透系数发生数量级变化[5]。土中水分迁移过程使土体发生冻胀[14-15]，进一步导致土料在压实过程中达不到填筑压实度，影响土料的填筑质量及坝体心墙的稳定性。因此，研究反复冻融作用下黏土的冷生构造、水分迁移和冻胀变化规律非常重要。

在寒区冬季负温环境下，土体中水分在冻结作用下会逐渐向地表迁移，使土体发生冻胀，导致冻胀开裂等一系列工程病害产生。因此，许多学者从不同角度开展了土体水分迁移特性及冻胀病害等研究。……