Die Volumenausdehnung des Bodens bei Frost, auch Frosthub oder Frosthebung (frost heaving) genannt (Abb. 1), ist die Folge der Bildung von Eislinsen in der Tiefe oder von Eisnadeln an der Oberfläche. Der gefrorene Boden neigt dazu, sich parallel zum Verlauf der Gefrierfront zu heben. Diese Mechanismen, die vor allem in Böden mit eher feinkörniger Korngrössenverteilung ablaufen, führen zu einer Änderung der Bodenstruktur.
Eisnadeln (Pipkrakes) sind kleine Säulen aus faserigem Eis. Sie bilden sich auf feuchtem Boden, bei dem Gesteinsfragmente angehoben und selbst bei geringen Neigungen bewegt werden können (Abb. 2 & 3). Der nächtliche Frost wirkt auf den am Vortag aufgetauten, feuchten Boden ein und führt zur Bildung einer gefrorenen Kruste an der Oberfläche, mit Ausnahme der Stellen, an denen kleine Kieselsteine liegen, die als Wärmeisolatoren wirken. Wenn dann der Frost in die Tiefe dringt, wird das Wasser aus dem Boden gedrückt, ähnlich wie bei Zahnpasta aus einer Tube. Senkrecht zum Hang bilden sich Eisnadeln, die bis zu mehreren Zentimetern hoch sein können. Beim Auftauen haben sich die während des Frosts angehobenen Partikel um einige Millimeter/Zentimeter talwärts verschoben. Pipkrakes begünstigen Bodenerosion durch andere Prozesse (Regen etc.).
In feinkörnigen, nicht wassergesättigten Böden kommt es durch Frost zur Bildung von Segregationseis in Form von Eislinsen. Die Kryosuktion (oder Kryo-Osmose) ist ein Saugvorgang, der beim Gefrieren auftritt. Wenn ein Boden gefriert, wird das Porenwasser aus dem umgebenden, nicht gefrorenen Boden (z. B. aus dem Grundwasser) zu den wachsenden Eiskristallen gezogen. Dieser Prozess erklärt unter anderem die Segregation (Entmischung) von Eislinsen (Abb. 4 & 5).
Ein besonderer Mechanismus des Frosthubs ist die Kryoexpulsion (Abb. 6 & 7). Dieser Prozess lässt sich in einem Satz zusammenfassen: «Es handelt sich um (Kiesel-)Steine, welche im Winter aus dem Boden herauswachsen«. Die Steine bleiben im gefrorenen Boden hängen und werden von den darunter liegenden Eislinsen an die Oberfläche gedrückt. Beim Auftauen füllt sich der unter dem Stein gebildete Hohlraum mit Feinmaterial und der Stein kann nicht mehr in seine ursprüngliche Position zurückkehren. Von einem Frost-Tau-Wechsel zum nächsten richtet sich so ein Block auf (aufrechte Blöcke) und wandert allmählich an die Oberfläche.