پدیده خستگی یکی از عوامل مهم شکست در مواد است که طی آن، یک جسم در اثر تجمع تدریجی آسیب ها و گسترش ترک های ریز ناشی از بارگذاری های مکرر، در تنشی کمتر از مقاومت استاتیکی خود دچار شکست ناگهانی و ترد می شود. این مسئله در سازه های سنگی از اهمیت ویژه ای برخوردار است، به ویژه زمانی که عوامل محیطی همچون نوسان های دمایی و چرخه های یخبندان-ذوب نیز بر شدت آسیب دیدگی تأثیرگذار باشند. ترکیب بارهای دینامیکی و شرایط محیطی متغیر می تواند روند تخریب را تسریع کرده و عمر مفید سازه های مهندسی را کاهش دهد. سازه های معدنی و عمرانی نظیر مخازن ذخیره سازی سوخت، تکیه گاه سدها، پل ها و سایر سازه های سنگی، در طول عمر خود تحت تأثیر نیروهای متناوب و نوسان های شدید دمایی قرار دارند. در این تحقیق، به منظور شبیه سازی اثر دوره های یخبندان، 30دوره انجماد-ذوب در دماهای 40+ و 20- درجه سانتی گراد بر روی نمونه های سنگی صورت گرفت و سپس توسط دستگاه توسعه یافته با مکانیزم جدید، پارامتر های خستگی تحت بارگذاری کاملاً معکوس شونده، بررسی شد که نتایج آن به روش تنش- عمر ارائه و مقایسه شده است. نتایج نشان داد که سنگ تراورتن دارای حد دوام برابر با 0.49 مقاومت کششی نهایی خود است. همچنین در محدوده تنش های اعمالی بالا، نمودار تنش-عمر کاهشی معادل 36.67 درصد را نشان داد، درحالی که این مقدار برای حد دوام برابر 34.32 درصد به دست آمد. علاوه بر این، به منظور بررسی اثرات ذاتی سنگ، پارامترهای فیزیکی همچون تخلخل و سرعت موج طولی مورد مطالعه قرار گرفتند. نتایج نشان داد که تخلخل سنگ پس از دوره های انجماد-ذوب 66 درصد افزایش یافته، درحالی که سرعت موج طولی در نمونه ها با کاهشی معادل 14 درصد همراه بوده است. این تغییرات نشان دهنده تأثیر قابل توجه دوره های انجماد-ذوب بر ساختار درونی و خواص مکانیکی سنگ تراورتن است.