川藏公路(G317、G318)位于青藏高原的东缘,区内不仅构造活动强烈,大部分路段还位于高海拔区域。区内公路边坡岩体结构面发育,循环冻融作用使得岩体结构面不断张开至贯通,导致岩体在一段时间上发生整体失稳,影响人类活动及公路运行的安全。本文以受循环冻融作用影响的高寒山区岩质边坡崩塌发育为切入点,通过监测大气温度对边坡岩体温度的影响,分析寒冻环境与地质灾害频发的关系,开展对岩石冻融循环的裂隙监测试验和三轴强度试验,结合损伤力学理论,建立岩石冻融损伤时效性模型,推导出冻融岩石时效性损伤演化规律。再通过3DEC模拟G317赶羊沟隧道工点边坡冻融循环后的岩体稳定性,分析了边坡的冻融循环时效性损伤特征,以及灾害链效应特征。并提出了高寒山区岩质边坡冻融损伤的防治措施构想,以抑制高寒山区地质灾害的发生。本文主要研究成果如下:(1)高寒山区边坡岩体受冻融作用影响的崩塌发育特征通过收集区域地质环境资料,对高寒山区边坡发生的崩塌灾害进行统计分析,大部分灾害的形成与冻融循环有关。通过对大气温度和岩体温度的监测,分析了冻融循环促使了地质灾害的形成。(2)岩石裂隙冻融微应变特征及冻融循环强度损伤特征通过对岩石进行冻融循环裂隙的微应变监测试验,发现了在一个冻融循环周期内,岩石的裂隙发生了冷缩阶段、冻胀阶段、冻胀稳定阶段、融缩阶段、回弹阶段和趋稳阶段,裂隙在一个循环周期结束后产生了不可恢复的塑性变形,并且下个周期的变形是在上一个周期残余变形的基础上产生的,在一定时间内,裂隙会不断张开至最终贯通,使岩石破坏;通过对岩石进行三轴强度试验,发现随着冻融次数的增加,岩石的抗压强度和抗剪强度均减小,造成岩石的冻融损伤。(3)岩石冻融循环时效损伤模型基于损伤力学理论,结合岩石冻融循环三轴强度试验,推导出了岩体冻融强度时效损伤模型,通过该模型可以分析出岩体在一定时间上的冻融损伤演化规律,为研究冻融岩石的力学强度损伤机理提供了一个可行方法。(4)边坡岩体冻融循环数值模拟分析依托赶羊沟隧道边坡,对高寒山区岩质边坡进行3DEC数值模拟计算。对高寒山区受冻融风化作用的边坡岩体进行了失稳破坏趋势及过程的预测,从而探究了受冻融风化侵蚀边坡的岩体失稳发展演化趋势,以及边坡岩体失稳的孕灾时效特征。(5)饱和氯盐环境对边坡岩体冻融作用的影响对比岩石在纯水环境和氯盐溶液环境进行的冻融循环试验,发现在氯盐溶液环境下冻融的岩样裂隙的最大应变量值远远地小于在纯水环境下的岩样裂隙,且在当温度回升时收缩的裂隙会经过热胀冷缩效应又慢慢恢复到初始状态,只产生很小的残余变形;氯盐溶液环境同样可以抑制岩石冻融循环的强度劣化效应,衰减幅度小于纯水环境的1/2。