混凝土需要抵抗环境介质作用并长期保持其良好的使用性能和外观完整性,从而维持混凝土结构的安全性及正常使用的能力称为耐久性。近年来,由于混凝土耐久性设计不足导致实际工程过早破坏、失去服役功能的案例不胜枚举。因此,监测寒冷地区不同服役环境下的混凝土在冻融循环作用下其内部变形情况,对研究其损伤与破坏机理具有重要的理论意义和工程应用价值。首先,研究快速冻融和慢速冻融作用下混凝土内部冻胀应变的监测方法并制作试验试件。与此同时,进行了应变片的防水处理、应变片与混凝土界面的增强处理。试验中监测了冻融循环过程中C60和C30两种强度等级混凝土内部变形和温度,获得了内部冻胀应变和内部温度等实测数据。进而,据试验监测数据分析了混凝土饱水程度、内部不同区域、不同冻融循环次数和冻融循环机制对内部冻胀应变的影响规律,以及混凝土内部温度应力的分布规律。研究结果发现,冻融循环过程的混凝土内部变形初期均体现为收缩变形,随着冻融循环次数的增加,呈现膨胀变形特征,混凝土强度等级越高,抵抗冻害的能力越强;通过将监测到的冻胀应变与监测到的温度应变进行比较,得出了混凝土在冻融作用下边角点处产生的拉应力峰值最大并且最先达到其抗拉强度设计值,因此混凝土在边角点处首先发生破坏。并且随着冻融次数的增加,混凝土内部逐步劣化。其次,通过混凝土外贴应变片法,研究了冬期施工混凝土与常温下养护的混凝土早期变形特征曲线的差异,发现了冬期施工混凝土早期变形的三阶段特征,利用负温下早期变形的特征值可以表征混凝土早期的受冻过程,预养24小时后的混凝土在-25℃环境受冻变形的规律是,水灰比越大,混凝土冷缩变形越小,含气量越大,冷缩变形越大,负温下预养混凝土的早期变形与混凝土强度损失率有一定的相关性。