贮存低、中放核废料的混凝土容器在服役期300年内,持续承受衰变热产生的温度应力,长期的温度-荷载耦合作用使混凝土材料性能劣化、强度下降。我国现役的混凝土核废料贮存容器为1989年开发的科研成果,材料为普通混凝土,设计时并未充分考虑温度应力对容器的长期影响,造成现已投入使用的贮存容器表面出现龟裂现象。本文采用聚丙烯-玄武岩纤维混凝土改进贮存容器材料,充分考虑纤维混凝土蠕变特性引起的材料强度衰减及热-力耦合作用下贮存容器的时变受力特征,评估贮存容器在服役过程中的可靠度。论文的主要研究内容如下：考虑纤维的掺量和长度因素,进行9种配合比混凝土坍落度、抗压强度和抗渗性能试验的研究；分析聚丙烯、玄武岩纤维对混凝土工作性能、力学性能和耐久性能的增强机理；依据纤维对混凝土影响的显著性确定纤维混凝土核废料贮存容器的材料构成。以混凝土单轴压缩蠕变试验为基础,对比分析蠕变曲线特征确定伯格斯模型描述普通、纤维混凝土蠕变特性具有良好的适应性。采用最小二乘法利用蠕变曲线反分析得到伯格斯模型参数,建立一维情况下的普通、纤维混凝土本构方程。进而针对由蠕变本构方程求解时变强度的理论方法进行系统的研究,通过引入蠕变柔量建立长期弹模与弹性模量的关系,根据规范和试验数据确定抗压强度与弹性模量的关系方程,基于弹模与强度的时间关系相似性导出时变抗压、抗拉强度的理论公式。时变强度分析结果显示,300年内本文配比纤维混凝土的抗压强度和抗拉强度均大于普通混凝土,差异随时间下降。采用电热系统代替核废料衰变热,模拟混凝土核废料贮存容器的工作状态,通过加热-测温装置获取容器内部实际温度分布。利用MATLAB编程BP神经网络程序,以实测温度为依据反分析混凝土的热工参数,并应用后验差检验方法对分析结果进行评价。根据核废料贮存容器的实际工作状态确定初始条件和边界条件,分析三维模型温度场随时间的分布,进而求得贮存容器内部的温度应力。通过对径向、环向、轴向应力和第一第三主应力的时间关系分析,得到混凝土核废料贮存容器服役期内最不利受力情况,为可靠度分析提供受力参考。基于混凝土蠕变特性,考虑温度对混凝土强度的影响,对现有一般大气条件下的混凝土强度经时变化模型进行修正,得到可以定量反应大气环境、温度效应和持续荷载作用对混凝土强度影响的综合模型。综合考虑混凝土强度和热工参数取值的不确定性,通过蒙特卡洛数值模拟分析得到纤维混凝土核废料贮存容器的失效概率。