在我国东北地区,河流普遍存在冰冻现象,河冰不仅会对桥墩等水工结构物产生静冰压力,还会在春季开河时形成流冰对桥墩产生冲击作用,由此造成桥梁结构的损坏甚至倒塌事故频频发生,因此在东北寒区进行水工结构物设计时需着重考虑冰荷载。抗压强度是计算冰荷载的关键参数,但由于天然河冰生长环境复杂,内部晶体结构、气泡含量以及外界温度等因素都会对其力学性质产生影响,因此开展河冰的细观结构以及抗压强度的试验研究并采用离散元方法更好地模拟河冰材料的破坏模式是十分有必要的。本文具体研究工作如下:（1）河冰细观结构试验研究。利用费氏台偏光显微镜观测河冰切片,探究天然河冰内部的晶体结构类型以及气泡分布规律,从细观的角度认知河冰结构特征,并结合图像处理技术统计分析了晶体与气泡的粒径尺寸以及气泡含量,同时对不同深度处的河冰密度进行了测量。（2）河冰力学性质试验研究。通过开展河冰单轴压缩试验,分析河冰不同的破坏形式以及对应的应力应变曲线,并研究河冰抗压强度与应变速率、温度、加载方向、晶体粒径以及气泡含量等影响因素之间的关系,探究细观结构对宏观力学性质的影响。（3）河冰离散元数值模拟研究。以河冰物理力学试验结果为基准,通过开展离散元单轴压缩数值试验,标定得到河冰发生脆性破坏时不同温度下的细观力学参数,建立了具有真实河冰力学性质的离散元模型。对河冰撞击桥墩的冰力学问题进行了模拟,探究冰荷载离散元模拟的适用性。通过本文的研究可深入认识河冰的细观结构及力学性质,同时为研究河冰与桥墩相互作用提供了离散元模拟的新思路,为寒区桥梁冰荷载的计算提供了合理参考。