土温低于0℃时，土中水部分冻结成冰的现象。此时土体

积膨胀，产生土的冻胀，它常引起寒冷地区的农田水利工程及低层工业与民用建筑、道路、桥涵、电柱以及管道等工程往往遭受冻胀破坏。中国东北和西北有广大的季节性冻土地区，在大小兴安岭北部、青藏高原以及天山和阿尔泰山地区还有面积约185～190万平方公里的永冻土区，普遍有季节性冻胀危害。另外若永冻土层发生融化，则对结构物有下沉的危害。

影响土冻胀的因素主要有土类、含水量、温度三大要素。其冻胀程度因土而异，土在冻结过程中伴随着水分迁移和强烈的冻胀隆起。水分迁移的机理，还处于假说阶段，目前比较公认的是薄膜水迁移运动理论，该理论认为：在冻结面处，土孔隙中的水首先结冰，随后吸附临近土粒周围的弱束缚水（即薄膜水）冻结，该土颗粒由于水膜减弱而失去了电分子引力的平衡，必须从下部临近土颗粒周围抽吸水分，从而产生了水分不断地向冻结面的迁移并冻结的过程。但当冻结速率大时，冻深发展快，水分迁移速度相对地缓慢，则冻胀率小。只有在某一适宜的降温度梯度下，从冻结面散发出的热量恰好等于迁移水相变潜热时，并有补给水源，则连续不断地迁移水流在冻结面上形成冰晶，并逐渐聚集成透镜状冰夹层（见图）。此时冻深发展极缓慢，在整个冻结过程中，冰夹层的交替产生，便使基土产生剧烈的冻胀。这种现象主要发生在细粒土特别是粉土中，但若其冻前含水量低于冻胀起始含水量，地下水位又低于冻深加该土的毛细管上升高度即H＞h_c，则该土不产生冻胀；再有粘粒含量很高的肥粘土，因渗透性能很差，水分迁移阻力很大，其冻胀性一般很轻。饱和粗粒土中的水分在不排水条件下冻结成冰，体积增大9%左右，冻胀性亦属轻微，如有排水出路则无冻胀。

冻胀土剖面图

冻土力学还是一门正在发展中学科，中国自20世纪50年代以来，在寒冷地区修建了大量水利工程和工业民用建筑，为了防止冻害，各地都因地制宜采用了一些防止冻害措施。其原则为：①消除或减轻冻胀，如采用换土、排水、隔热以及化学处理等；②改变结构形式，以适应冻胀变形或防止冻胀危害，如采用柔性结构，扩大式锚固桩基等。在永冻地区尚需考虑防止融化措施，如用架空通风基础或散热桩基等。