针对新疆天山公路岩质边坡的砂岩，开展了不同次数的冻融循环试验和单三轴压缩试验，探讨了岩样强度和变形参数的各向异性随围压和冻融循环次数的变化规律，分析了层理角度及冻融作用对岩样破坏模式的影响。研究结果表明：岩样的弹性模量、黏聚力、内摩擦角和峰值强度都随着层理角度的增加呈现先减小后增加的U型发展态势，在60°时达到最小值，在0°或90°时其值最大；岩样的强度以及变形参数随着冻融循环次数的增加逐渐减小，而随着围压的增加而增加；不同层理角度岩样强度及力学参数的差异性随着围压的增加逐渐较小，相应岩样各向异性特性逐渐减弱；随着冻融循环次数的增加，岩样内部的裂纹不断扩展导致岩样各向异性程度逐渐增强；不同层理角度岩样的破坏模式可归纳为穿越基质和层理面的竖向劈裂张拉破坏、穿越基质和层理弱面的剪切破坏、拉-剪混合破坏、沿层理弱面的剪切滑移破坏和沿着层理弱面的竖向劈裂破坏5种模式。研究成果可为寒区岩体工程各向异性研究提供参考和依据。