冻土是一种特殊的含冰岩土材料,其在复杂应力路径下的强度和变形问题不仅是冻土工程所面临的基本问题,而且是发展强度理论、本构理论这两个冻土力学核心问题的基础。为了深入认识复杂应力路径下冻土的受荷变形行为并进一步发展冻土力学理论,本文以冻结根河粉质黏土和冻结兰州粉质黏土为研究对象,进行了一系列试验和理论研究:（1）采用整体和局部相结合的应变测量方法,开展了子午面内直线和折线应力路径下的一系列单调和加卸载三轴压缩试验研究。在本文的路径条件下,分析了应力路径对冻结粉质黏土强度和变形特征的影响,揭示了初始围压和应力增量方向角对强度和变形的耦合作用规律:初始围压越低,应力增量方向角对强度和变形的影响越强烈;应力增量方向角越大,初始围压对强度的影响越强烈。（2）在子午面上提出了一种适用于复杂应力路径条件的非对称强度准则,克服了抛物线型及椭圆型函数的缺点;在偏平面上构建了一种采用与平均应力呈双曲线形式关系的形状参数来对Drucker-Prager准则和Matsuoka-Nakai准则进行线性插值的广义强度准则,较好地反映了平均应力对偏平面强度轨迹胀缩特性的影响,并由此建立了冻结粉质黏土强度准则在主应力空间中的具体形式。（3）提出了一种根据同种控制方式下的加卸载试验及各向同性线弹性材料的弹性参数转换关系来确定刚度参数的方法,综合考虑了刚度衰减特性和压硬性的影响。据此,查明了常规三轴剪切过程中冻结兰州粉质黏土的杨氏模量、剪切模量、体积模量及泊松比随围压和应变水平的变化规律,对变形进行弹塑性解耦分离后揭示了塑性流动规律。（4）考察了冻结兰州粉质黏土在常规三轴剪切过程与常规三轴压缩全过程中塑性剪应变、塑性体变、无量纲化塑性功和塑性总应变四种塑性应变函数等值线的几何形态及演化规律,结合塑性应变增量方向与塑性势演化规律探讨了硬化参量的合理选取方法。