随着国家“一带一路”战略在东北地区的实施,大量寒区工程结构正在加速建设。混凝土作为工程建设的主要工程材料,其在寒区环境中与冻土接触面的黏结性及稳定性至关重要。尤其在季节性冻土区修建(构)筑物时,因为土壤季节性的冻胀融沉,冻土-混凝土接触面的力学性质发生变化,从而导致建(构)筑物基础的不稳定性,对建(构)筑物的功能和安全具有严重影响。故研究寒区冻土与混凝土的接触面力学性质的变化具有重要的科学意义。本文依托国家自然科学基金项目(41627801,41430642,51108207)、中国博士后科学基金项目(2015M581403)以及冻土工程国家重点实验室开放基金(SKLFSE201514)的资助,针对东北地区的冻土-混凝土接触面的力学性质进行了试验研究。主要试验和理论如下所示:(1)选取两类不同冻胀敏感性土类,分别配置3种含水率的土样,制作了3种不同粗糙程度混凝土试样,在四种法向应力条件下,使用应变式直剪仪,进行了直剪试验并观察表观破坏形态。(2)粗糙程度对剪切破坏后接触面表面物理状态影响显著,表现为接触面越粗糙,残留在混凝土面上土壤越多,剪切破坏面深入土壤。剪切试验之后样品温度都会升高。砂土组别升温情况比粉质黏土组别迅速。在粉质黏土和砂土组别-混凝土接触面表面,都观察到部分水分。(3)对抗剪强度数据进行深入分析,发现抗剪强强度大小受粗糙程度和含水率影响显著,均随着含水率和接触粗糙程度的增加而变大。在冻结粉质黏土接触面中内摩擦角随着含水率升高而降低;在含水率为21.8%时,随着接触面粗糙程度增加,内摩擦角先增加后降低,当含水率为27.6%和33.0%时,内摩擦角随着接触面粗糙程度的增加而减少。黏聚力均随着含水率和接触面粗糙程度的增加而加大。在冻结砂土接触面内摩擦角随含水率的增加呈现先增加后降低的趋势,随粗糙程度的升高而变小。接触面黏聚力随着含水率和接触面粗糙程度的增加而增加。(4)分析剪切破坏时接触面的土体状态,利用能量守恒原则和塑性极限假设,对其破坏形态进行分析。结果表明所得的塑性破坏模型对多种粗糙程度多种含水率和两种土体条件下具有很好的适应性,可对在一定法向压力作用下预测接触面抗剪强度提供参考。