随着我国经济的迅速发展和人口增长,水资源的需求量越来越大,水资源供需矛盾日益突出,为缓解我国北方地区水资源短缺,实施了南水北调工程,随着南水北调东线工程建成通水,我国在季冻区建设了较多的平原水库,平原水库护坡多为下卧典型土质,筑坝地层多为第四系新近冲洪积层,土质多为淤泥质土、软黏土等软土,属于强冻胀性土,因此,研究平原水库坝坡土料冻胀特性,对于平原水库的抗冻设计具有重要意义。本论文依托“十二五”科技支撑计划课题（2015BAB07B05）:《南水北调平原水库运行期健康诊断及防护技术研究与示范》,以季节性冻土区南水北调工程大屯水库坝坡土料为研究对象,通过颗粒分析试验、击实试验和界限含水率试验测定了坝坡土料的基本物理性质;改进了冻结温度的试验装置,研发了适用于不同土质不同冻结温度下进行检测的土冻胀率测试仪;采用研发设备研究了砂粒含量对筑坝土料冻结温度、冻胀率、渗透系数的影响规律,对平原水库工程建设提供技术支持。本文主要研究成果包括:（1）对该坝坡土料做了基本物理性质试验,包括颗粒分析试验、击实试验和界限含水试验等,并测定了其最大干密度为1.71g/cm³,最优含水率为18%,液限ω_L=32.2,塑限ω_P=19.3,塑性指数I_P=12.9,通过上述试验判定该坝坡土料为低液限黏土,属于强冻胀性土。（2）利用改进的冻结温度试验装置研究了不同砂粒含量的坝坡土料的冻结温度,分析了土样的冻结过程及砂粒含量对坝坡土料的影响,土样的冷却和冻结经历过冷现象出现、析出结晶潜热急剧升温、温度达到稳定三个阶段;冻结温度随着砂粒含量的增大逐渐升高,当砂粒含量超过15%时,土样的冻结温度上升趋势变缓。（3）冻结完成后的土样出现明显的水分迁移现象,其各位置处的含水率明显高于初始含水率,同等位置处砂粒含量越高冻结完成后土样的含水率越低。土样冻胀率的发展过程可分为三个阶段:第Ⅰ阶段为冻缩阶段;第Ⅱ阶段为冻胀快速增长阶段;第Ⅲ阶段为冻胀稳定阶段。分析了砂粒含量对土样冻胀率的影响规律,并得出土样冻胀率随着砂粒含量的增加而降低,砂粒含量超过25%时,变为弱冻胀性。（4）通过变水头渗透试验研究了砂粒含量对坝坡土料渗透系数的影响规律,并得出当砂粒含量低于9%时,渗透系数随着砂粒含量的增加逐渐变小,当砂粒含量超过9%时,渗透系数随着砂粒含量的增加逐渐变大,在砂粒含量为9%处,渗透系数出现最小为6)=2.65×10^-5cm/s。该研究成果在平原水库坝坡抗冻防渗设计方面具有一定的参考价值和指导意义。