水工混凝土结构耐久性研究已逐渐成为国内外水工结构工程领域的研究热点,我国西北寒旱地区水工混凝土结构因其所处环境的特殊性,均不同程度地处于冻融及盐离子腐蚀等侵蚀破坏过程中。本文依据我国西北寒旱灌区影响水工混凝土材料性能劣化的主导环境因素,即冻融循环循环、盐离子侵蚀及两者间的复合作用,依据相关试验规范设计制定了多因素复合作用下水工混凝土材料耐久性试验方案及其实施办法。具体通过开展相关试验探究了单一因素及多因素复合作用下水工混凝土材料的抗冻耐久性及其劣化特征,揭示各环境因子之间的复合作用机理与效用,同时构建了冻融环境侵蚀作用下水工混凝土材料承载寿命预测及可靠度分析模型。本文选取地处我国西北寒旱区的甘肃省景泰川电力提灌灌区（下文简称为“景电灌区”）为研究区域,针对景电灌区水工混凝土构筑物材料出现的剥落、开裂等环境侵蚀破坏问题开展研究,同时结合河南省高等学校科技创新人才支持计划——“基于多场耦合作用的灌区水工混凝土结构耐久性研究”科研课题项目,相继开展实施了如下研究内容:本文重点实施了寒旱区水工混凝土材料在快速冻融循环以及硫酸盐侵蚀—冻融循环复合作用下材料的耐久性劣化规律研究,阐明了冻融循环以及硫酸盐侵蚀—冻融循环复合作用下水工混凝土动弹性模量、质量以及抗压强度的劣化过程。在分析试验数据基础上得出如下结论:（1）水胶比设计越小的混凝土材料具备越强的抗冻耐久性能,适当掺入不超过30%的粉煤灰可在降低材料成本的同时,保证混凝土的抗冻性能。同时,适量掺加引气剂将会明显提升混凝土材料的抗冻性能。（2）在冻融循环与硫酸盐侵蚀复合作用下,水工混凝土质量损失及抗压强度损失均较单一冻融环境侵蚀作用更大,而水工混凝土材料相对动弹性模量则均小于单一冻融环境侵蚀作用下的试验结果。（3）在冻融环境中混凝土材料抗压强度F_cu·k与动弹性模量E_d变化呈现正相关关系,硫酸盐侵蚀对冻融循环作用下混凝土材料劣化损伤发挥促进效应。同时,基于环境侵蚀作用下水工混凝土材料损伤劣化进程,探索了基于承载力准则的冻融循环作用下混凝土结构服役寿命预估方法,并针对处于冻融循环环境作用下钢筋混凝土结构实施了可靠度计算分析并开展了服役寿命预估。本文研究内容对寒旱区水工混凝土结构的耐久性优化设计及材料修复技术研究具有一定参考价值。