土与结构相互作用是土工领域的重要研究内容,其接触问题在诸多工程实际中均有体现且包含不同类型的土面作用。如各类工程中的桩体、基坑中的地连墙、涵洞隧道支承、防渗墙、挡土墙以及各类建筑物地基等。季节性冻土区土体冻结过程中,结构基础与土体间的冻结强度是评价其抗冻拔性能的关键指标,通常采用冻结状态下基础材料与土体之间的界面剪切强度来衡量。因此,本文通过引入“扩面度”概念重新定义一种适用于土工领域的粗糙度算法。基于改进的粗糙度算法,将剪切应力-位移关系、剪切强度和抗剪强度指标作为评价指标,以粗糙度、温度、含水率和法向应力为影响因素,深入研究和分析了土与结构接触界面的力学性能演化规律及粗糙桩体冻拔规律。通过试验研究得到以下几方面成果结论:（1）通过引入“扩面度”概念,改进粗糙度算法,定义R=R₀+R_S为土工结构面粗糙度。₀R为光滑结构面基础粗糙度,_SR为结构面“扩面度”。（2）常温情况下土-结构界面的剪切应力-位移关系曲线呈现应变硬化模式,而冻结条件下则呈现应变软化模式,且温度越低,软化特性越显著。（3）不同法向应力、温度和含水量条件下,剪切强度、黏聚力和内摩擦角均随粗糙度的增加而呈现线性增长的趋势,其中温度效应尤为显著。（4）相同法向应力和粗糙度条件下,温度的降低、含水率的增加将大大提升土与结构接触面的剪切强度。与正温时接触面的剪切强度组成不同,冻结状态下土与结构接触面剪切强度主要来自于黏聚力的贡献,即冰晶的胶结作用。（5）粗糙度的不同对于桩体冻拔性能会产生差异性影响,具体变现为同型结构桩粗糙度越大冻拔力越大,光滑桩对冻拔力的削减作用较为明显。同时,桩侧凹槽类型的不同对于桩体冻拔影响效果也不同。试验研究范围内粗糙度相同的桩体,槽深越大桩侧土体强度发挥越大冻拔力也越大。