我国西部地区广泛分布着季节性冻土。随着国家实施西部大开发战略,在季节性冻土区域兴修了大量的交通工程。区域内的天然边坡、公路铁路路基、路肩常因冻融作用而发生滑坡、泥石流等地质灾害,造成巨大损失。季节性冻土的工程特性及其工程效应是解决工程技术问题的关键,需要开展广泛研究。季节性冻土冻融过程造成的滑坡失稳是温度场、水分场、应力场三场之间相互共同作用引起的复杂结果。而实际工程中,季节性冻土边坡多处于非饱和状态。因此,需要建立非饱和冻土水热迁移方程,研究非饱和季节性冻土边坡水热力三场耦合效应,分析冻融过程中水热力三场的变化规律。本文首先通过对川西地区川藏铁路东段沿线上的季节性冻土土样进行室内试验和已有的文献参考,获得非饱和季节性冻土土样的水力学、热力学和应力应变参数。然后利用适用于非饱和土的达西定律和傅叶定律得到水分控制方程和温度控制方程,再通过引入土壤冻结特征曲线和土水特征曲线,得到相互联系并且可求解的水热耦合方程。其次,考虑土体膨胀系数和线弹性材料热膨胀原理的相似性,将能同时表征水分场和温度场的线性膨胀系数引入平衡控制方程,建立应力应变控制方程,从而建立了季节性冻土的水热力三场的耦合简要方程。通过对Geostudio软件的二次开发,引入建立的适用于非饱和季节性冻土的水热力耦合关系。通过数值模拟Geostudio2018中的SEEP/W、TEMP/W和SIGMA/W模块,研究不同坡比、不同初始含水量和处于不同冻结温度下的非饱和季节性冻土边坡在冻融过程中,处于不同深度处的土体的含水量、温度和土压力(水热力耦合)随时间的变化规律。在模型计算中,同时考虑强度恒定不变的地下水渗流作用。为西部地区类似的非饱和季节性冻土边坡在冻融过程中稳定性研究与地质灾害防护治理提供可靠的理论依据与分析方法。