在寒区冻融循环过程中，冻胀压力会导致岩体的节理扩展，最终导致岩体的 破坏。然而，关于冻融循环下岩石节理强度特性的退化，特别是剪切强度特性的 节理损伤演化机制，之前很少有研究关注。而剪切强度特性实际上是影响岩体稳 定性的关键因素。因此，团队进行了大量的直剪试验，研究了冻融循环引起的节 理剪切退化对岩石节理内聚力和摩擦角的影响，并考虑了节理的持久性值。通过 损伤力学的方法，结合试验结果，分析了冻融循环下剪切强度参数的损伤变量。

研究团队考虑了不同的冻融循环和不同的接头持久性，建立了冻融循环下接 头剪切的损伤演化模型，并通过实验和理论进一步验证了该模型的可行性和能力。 同时，团队制作了类岩石节理的试样进行冻融循环试验和直剪试验，并利用高精 度三维激光形貌仪获取了节理表面的三维形貌图像。通过高斯滤波法，将节理表 面分离为波纹度表面和粗糙度表面，通过计算节理表面的粗糙度系数和表面磨损 度，研究了冻融循环对节理表面形貌的影响。研究结果表明，冻融损伤会导致节 理表面更容易破坏，使得波纹度表面和粗糙度表面的整体粗糙程度明显下降。波 纹度表面的磨损度随着冻融循环次数的增加而增大，而粗糙度表面的磨损度在冻 融循环初期表现为最大，并且大于波纹度表面的磨损度。冻融循环初期，原始节 理表面的形貌变化主要受粗糙度表面的影响，随着冻融循环次数的增加，节理表 面的形貌变化由波纹度表面控制。

针对寒区节理岩体常受到周期性冻融和剪切破坏的影响，团队提出了冻融和 剪切耦合下的细观损伤与节理岩体宏观损伤的定义，并基于 Lemaitre 的等效应变 理论，推导出了节理岩体在冻融和剪切耦合作用下的损伤变量，并通过试验结果 对损伤机理进行了验证。研究结果表明，节理岩样内包含宏观节理和细观缺陷， 在冻融和剪切作用下，其力学特性会发生明显的劣化，并且损伤程度随着冻融循 环次数和节理连通率的增大而变得更为显著。当冻融循环次数不变时，总损伤变 量值随着节理连通率的增加而逐渐增加，在冻融循环初期，不同连通率试样的损 伤变量差异较大，而在冻融循环后期，差值逐渐缩小，此时连通率对总损伤变量 的影响逐渐减弱。寒区非贯通节理岩体的抗剪力学特性是由冻融剪切细观损伤和 节理冻胀宏观损伤耦合效应共同决定的，节理耦合损伤变量能够准确反映冻融循 环和剪切作用下节理岩体的损伤变化规律。

上述研究成果在寒区岩体工程稳定性评估和防护措施的制定方面具有重要 的应用价值。