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在全球气温上升的大背景下,随着降水的增加,冰川冰及地下冰的融化,极大的增加地下水出现的可能性。且地下水的对流热使得相邻范围内的冻土升温甚至融化,将严重威胁冻土区桩基工程的服役性能。因此,在桩基运营期间内因地下水热效应而引起的桩基病害问题是冻土工程面临的新挑战。为此,本文通过制备冻土-结构接触面试样,探究升温诱发冻土-结构接触面力学特征变化过程,并构建多因素耦合下冻土-结构接触面摩擦特性数学表达式;同时基于桩基工程勘测资料,结合冻土-结构接触面摩擦特性数学表征,构建桩-土体系温度场及应力场计算模型,探析地下水热效应对桩-土体系温度场的热扰动规律及桩基承载性能的劣化规律。可为认知冻土-结构接触面强度劣化机制及摩擦特性分析提供试验及理论依据,且是对寒区桩基结构设计及灾害认知的有益补充。针对正融过程中冻土-结构接触面摩擦特性的演化规律问题,开展正融过程中冻土-结构接触面直剪试验得出:在正融过程中接触面抗剪强度随着温度的升高而降低,在含水率为30%及40%时,抗剪强度与温度近似呈现线性关系。当含水率升高至50%及60%时,抗剪强度在-1℃～-0.5℃阶段急剧下降;随着冻土-结构接触面温度的升高,接触面的抗剪强度呈现不同程度的损失。不同含水率的内摩擦角与温度的变化规律与接触面抗剪强度随温度的变化趋势相似。基于冻土-结构接触面内摩擦角的变化关系,构建温度及含水率耦合下冻土-结构接触面摩擦系数数学表达式。针对未来年份地下水作用及地下水区域性差异对桩-土体系温度场的热扰动情况问题,开展无地下水及温度为0.6℃、0.8℃和1.0℃地下水作用下桩-土体系温度场热分析得出:地下水的存在使得周围冻土升温甚至融化,且0.6℃、0.8℃及1.0℃的地下水在30年后的融化范围分别为9.18m、11.17m及13.22m。因此,地下水的存在更易导致桩基承载状态失稳。针对未来年份地下水热效应影响下桩基承载性能的劣化规律问题,开展不同年份时地下水对桩基承载性能的数值计算分析得出:在极限荷载的作用下,轴力沿桩长呈现自上而下减小的趋势,且随着地下水温度的升高,在距离桩端越近轴力曲线的收敛的越快。随着地下水对冻土热扰动的效果不断增强,下部桩基的桩侧摩阻力衰减趋势越发明显。依据桩基的Q-S曲线变化规律可将其分为弹性阶段、弹塑性阶段及塑性阶段。当地下水作用时,桩基的Q-S曲线明显向左偏移且桩基沉降不断增加。当在桩基极限荷载作用时,随着地下水温度的升高,桩基下部的桩周土体的位移量明显增加,且桩-土体系位移沿径向方向向远处扩散的距离增加。