国民经济的快速发展和丝绸之路经济带的逐步实施为我国寒区基础设施建设提供了重大发展机遇,关于冻融循环作用下岩土工程材料力学性质的研究日益受到关注和重视。自然状态下混凝土是一种内部结构存在大量微裂隙等缺陷的非均质复合材料,由于这些缺陷的存在使得饱水状态下混凝土材料在遭受冻融作用时内部发生不同程度的损伤劣化。寒区混凝土结构在服役过程中除了承受静力的作用外,还不可避免的面临动力的偶然作用,由于混凝土的动力学特性与静力学相比截然不同,因此开展研究冻融循环作用下混凝土的动态力学性能对寒区混凝土结构设计、施工和安全运营具有重大意义鉴于此,本文以室内宏观力学性能试验和理论分析为基础,采用CT细观无损检测技术,从细观层面研究分析了冻融循环作用下混凝土的损伤机理和动态破损机理,本文的研究内容主要涵盖以下几个方面:(1)通过对不同尺寸规格的混凝土立方体试件和棱柱体试件开展冻融循环试验,并对不同冻融循环下混凝土试件的质量和相对动弹性模量进行检测,归纳概括了混凝土的冻融损伤劣化模式、质量损失和相对动弹性模量随冻融循环次数的变化规律,并借此建立混凝土的冻融损伤演化方程,进一步深入研究了冻融循环下混凝土损伤变化过程和演化规律。(2)通过对不同冻融循环下的混凝土立方体试件和棱柱体试件依次进行不同加载速率下的单轴压缩试验和三点弯曲试验,归纳总结了冻融循环后混凝土试件在动静荷载作用下应力-应变曲线、单轴极限抗压强度、峰值应变、荷载-位移曲线、抗弯强度和断裂能等的演化规律。(3)采用CT无损检测技术对不同冻融循环次数下混凝土试件进行实时扫描,获得单个试件一系列完整的二维断层图像,并运用图像处理技术三维重构不同冻融循环下混凝土试件内部孔隙结构,得到了不同冻融循环下试件内部孔隙结构的空间分布特征,以此为基础对冻融循环下混凝土内部孔隙细观结构的发育及扩展特性进行了定量研究,对实现精准表征冻融循环下混凝土内部结构损伤特征和损伤机理具有重要意义。(4)通过对冻融循环后不同加载速率下混凝土试件进行动态实时扫描获得了一系列二维断层CT扫描图像,在此基础上采用图像处理技术得到了冻融循环后不同加载速率下的混凝土内部细观结构的变化特征,从细观层面分析研究了混凝土的动态破损机制,为冻融循环下混凝土动态力学性能研究提供了一种新方法。