在传统的岩土工程地下构件（如桩基）中埋入热交换器,可以实现从土壤中吸收热量用于房屋建筑等供热,以及将多余的热量注入土壤中用于制冷降温。近年来,国内外不少专家学者开展了温度对这种能源地下结构力学行为影响的研究。事实上,这些能源地下结构在整个使用周期中都会受到冷热交替的温度循环荷载和应力荷载的耦合影响。本研究的目的是通过温控应变式直剪仪开展室内单元试验,加深对复杂热-力荷载下饱和黏土-混凝土结构界面力学行为的理解。本文的主要研究内容如下:（1）本文研究了单调变温情况下的饱和黏土-混凝土界面热-力耦合行为,综合考虑了粗糙度和超固结比等因素的影响。结果表明,升高或者降低温度,均能提高正常固结或者轻微超固结黏土-混凝土界面的剪切强度,且升温幅值越大,强度提升越明显。而对应超固结黏土-混凝土界面,升温/降温则使其剪切强度有所降低。不同粗糙度界面剪切试验表明,经历变温过程可增大界面的剪胀趋势。研究表明,温度荷载引起的热固结是界面剪切行为非等温效应的主要物理机制,而热固结现象则主要与温度荷载作用下界面处黏土内部结合水向自由水的转化有关。（2）本文同时研究了循环温度荷载作用下饱和黏土-混凝土界面的循环热固结行为,以及经历不同温度循环后界面在室温、高温和低温下的剪切行为。结果表明,对于正常固结界面或者轻微超固结界面,提高温度循环次数确实能够提高界面的剪切强度,但是第一次循环对强度的提高贡献最大。相比于高温状态下的剪切行为,经历循环热固结后恢复至室温后界面剪切强度将进一步提高,这与升温循环过程中正常固结黏土-混凝土界面产生的不可逆热塑性变形累积有关;而重度超固结界面的循环热变形则主要以可逆的热弹性变形为主,其对界面强度的影响较为有限。（3）基于临界状态概念,本文建立了一种土体-结构界面本构模型。该模型通过热固结过程中温度对界面孔隙比的影响来反映界面剪切行为的非等温效应,同时可考虑超固结比及界面粗糙度的影响。该模型中将土-结构界面临界状态线简化为与温度及温度历史无关的自然属性;对于给定的黏土,界面临界状态线仅取决于界面粗糙程度。结合试验研究结果分析表明本文所建立模型可较好地预测经历一定温度历史后不同粗糙度界面的剪切应力-位移曲线及剪胀关系曲线,有效地验证了模型的有效性。