混凝土大坝、桥梁,路面以及我国北方地区的建筑物在服役期间都要承受荷载及冻融循环等损伤因素的共同作用,因此现阶段开展对混凝土在疲劳荷载和冻融循环多次交互作用下损伤性能的研究已成为了一项必要工作。本研究课题将对共计82个试件分别进行单一疲劳、单一冻融以及两种疲劳加载值下的疲劳-冻融一次交互和多次交互的损伤试验,试验研究了疲劳和冻融分别在单因素作用及交互作用下混凝土的损伤特性,分析了疲劳加载值对多次交互下混凝土性能的影响,并通过引入叠加效应变量K值以及从微观角度说明疲劳荷载和冻融循环两种损伤因素之间的相互关系。主要工作如下:(1)分别研究了疲劳荷载和冻融循环在单因素作用下混凝土的损伤特性。分析了不同疲劳次数以及疲劳加载值对混凝土相对动弹性模量、抗压强度、峰值应变和应力-应变曲线的影响。结果表明,试件的相对动弹性模量下降速率先快后慢,抗压强度先增加后降低,峰值应变和损伤变量则先降低后增加;同一疲劳荷载次数下,加载均值0.2f_c与0.3f_c对试件的损伤性能影响并无明显分别。同时也分析了不同冻融次数对混凝土质量、相对动弹性模量,强度及变形性能的影响,研究表明,随着冻融循环次数的增加,试件的质量呈现先上升后下降的变化趋势,相对动弹性模量则持续递减,抗压强度的降低速率、峰值应变及损伤变量的增加速率在50次冻融后均明显加快。(2)对混凝土在疲劳-冻融多次交互作用下的损伤性能展开了研究。将疲劳-冻融多次交互与一次交互以及单因素冻融作用下试件的损伤性能进行对照,并分析了疲劳加载值对多次交互下试件损伤性能的影响。研究结果表明,随着试验周期的增加,多次交互下试件的质量呈现先升高再降低的变化趋势,相对动弹性模量、抗压强度持续降低,峰值应变增加;与单因素冻融循环以及疲劳-冻融一次交互的试件相比,多次交互对混凝土力学性能的影响较显著,试件的质量、相对动弹性模量、峰值应力及峰值应变随试验周期的增加变化速率较快,并且经历的试验周期次数越多,其试验曲线变化幅度越大;疲劳加载值的增加在一定程度上加快了多次交互下试件的损伤,但促进作用并不明显。(3)探讨了疲劳荷载和冻融循环两种损伤因素的交互作用对混凝土性能的影响,通过引入叠加效应变量K值,分析单因素与双因素作用下损伤变量的相互关系。得出,在任何试验周期下,疲劳荷载和冻融循环多次交互均为正效应,所引起的损伤变量均大于单因素作用的叠加值;疲劳荷载值的增加对损伤变量的增长只有微小的促进作用,影响作用并不明显。对比了疲劳和冻融在不同损伤条件下的微观形貌,从微观角度揭示了多次交互作用下试件的力学性能劣化特征。