近年来建筑业的蓬勃发展导致我国天然砂石等自然资源日益短缺,同时使得建筑垃圾逐年递增。此外,震害地区的灾后重建工作也要面对大量的建筑垃圾。在此背景下,再生混凝土技术作为一种建筑垃圾资源化的处理方式已引起了多方重视。考虑到寒冷地区服役的混凝土结构不可避免地会受到冻融循环作用的影响,为在冻融环境中有抗震设防要求的地区推广再生混凝土技术,系统开展再生混凝土抗冻性的研究工作具有重要现实意义。本文从宏观和细观两个层面入手,采用试验研究与理论分析相结合的方法,系统考察了冻融循环后再生混凝土材料的抗冻耐久性和结构构件的抗震性能,主要研究内容如下:(1)基于再生混凝土棱柱体试件的快速冻融试验,系统考察了四种原生混凝土来源和三种制备工艺对再生混凝土抗冻耐久性的影响。在宏观层面,分别采用了质量损失率、相对动弹性模量、超声波相对动弹性模量和强度损失率等四项评价指标综合评定了再生混凝土的抗冻性,结果表明:当原生混凝土为高强混凝土或引气混凝土时,由其破碎所得再生粗骨料制备的再生混凝土可获得与普通混凝土相当的抗冻性;在细观层面,实现了新老砂浆的区分观察,采用切片观察与显微分析相结合的方式,以浆体裂缝面密度和界面过渡区开裂率为评定指标,量化了再生混凝土中新浆体、老浆体和各界面过渡区的冻融损伤程度,发现老浆体是非引气再生粗骨料制备的再生混凝土在冻融循环过程中的薄弱环节。(2)以冻融循环次数和再生粗骨料取代率为变量,完成了冻融循环后72个再生混凝土棱柱体试件在单调受压和反复受压作用下的本构关系试验研究,得到了试件的破坏形态和应力-应变曲线变化规律。基于单调受压试验结果,分析了冻融循环次数和再生粗骨料取代率对再生混凝土弹性模量、峰值应力、峰值应变和泊松比的影响规律。基于反复受压试验结果,分析了冻融循环次数和再生粗骨料取代率对再生混凝土卸载模量和再加载模量的影响规律。结果表明:随着冻融循环次数的增加,试件的弹性模量、峰值应力、卸载模量、再加载模量和横向变形系数逐渐下降,峰值应变逐渐增加。(3)基于冻融循环后再生混凝土单调受压和反复受压的试验结果,采用相对动弹性模量量化了再生混凝土冻融损伤程度,结合再生粗骨料取代率给出了冻融循环后再生混凝土各项力学性能指标的计算公式,建立了冻融循环后再生混凝土反复受压本构模型,并将其嵌入到了OpenSees平台的UniaxialMaterial本构模型材料库。通过与试验结果的对比,验证了本构模型的精度和有效性。(4)以冻融循环次数、再生粗骨料取代率、轴压比和体积配箍率等参数为试验变量,完成了冻融循环后17根再生混凝土墩柱的拟静力试验研究。考察了再生混凝土墩柱的破坏模式,得到了冻融循环次数、再生粗骨料取代率、轴压比和体积配箍率对再生混凝土墩柱抗震性能的影响规律,结果表明:随着冻融循环次数的增加,试件的承载力、延性和刚度均逐渐下降,提高体积配箍率可降低冻融循环对试件抗震性能的不利影响。分析了再生混凝土墩柱塑性铰区弯曲变形、滑移变形和剪切变形的变化规律,发现弯曲变形的占比在80%左右,滑移变形和剪切变形占比在20%附近。(5)在OpenSees平台开展了冻融循环后再生混凝土墩柱抗震性能的有限元分析,结合试验结果验证了数值方法的有效性。在此基础上,基于某预应力小箱梁桥的混凝土墩柱利用云图法开展了冻融循环后再生混凝土墩柱的地震易损性分析,采用位移延性系数定义了墩柱的抗震性能水准,基于静力pushover分析给出了墩柱的损伤指标,建立了分别基于PGA和PGV作为地震动强度参数的概率地震需求模型,获得了基于PGV的各墩柱地震易损性曲线,发现在严重破坏和完全破坏两种极限状态下墩柱的失效概率随冻融循环次数增加逐渐增大,且增幅随再生粗骨料取代率的增加明显增大。本文在材料层面建立了冻融循环后再生混凝土失效机制和反复受压力学本构模型,在结构构件层面实现了冻融循环后再生混凝土墩柱的抗震性能分析和地震易损性分析,研究成果可为寒冷地区推广应用再生混凝土提供技术支持。