含蜡原油在低温下形成胶凝结构，其不同外载作用方式下的响应特性研究是原油流变学测量和屈服过程研究的重要组成部分，本文对低温胶凝原油多种受载方式下的响应特性规律及相关性进行了系统研究。主要研究内容与结论如下：以低温下苏丹胶凝原油的恒剪速启动实验为基础，结合应用统计和连续损伤理论，建立了描述苏丹胶凝原油初始破坏过程的损伤流变模型，并分析了模型中参数的物理意义及变化规律；结合实验结果给出了损伤变量的定义，研究损伤变量的演化过程，并与由损伤流变模型得到的损伤变量计算值进行比较，分析了两者产生偏差的原因，得出了给出的定义式适用于低剪速作用的结论，并将损伤变量作为衡量胶凝原油启动屈服的一个特征参数。通过对低温下乍得和大庆胶凝原油进行稳态速率扫描和动态频率扫描实验研究发现，绝对复数模量随扫描频率的增加而增大，得到了描述两者关系的通用式。对比分析稳态与动态测量实验发现，绝对复数粘度随扫描频率的增加而减小，与稳态表观粘度随剪切速率的变化规律一致；两种测量模式下相对应的粘度差随扫描速率（频率）和温度的增大而减小，且不同温度下的曲线在双对数坐标系中呈现为一平行线簇。通过实验数据分析，建立了描述绝对复数粘度和表观粘度关系的经验公式，并进一步推导了动态绝对复数模量和稳态剪切应力之间的函数关系式，将稳态非线性测量与动态粘弹性测量联系起来。对大庆胶凝原油不同条件下的周期性应变加载实验研究发现，应力响应周期相对于施加的应变周期减小，并在大应变幅值作用下伴随有应力过冲现象。处理得到的应力-应变响应曲线随应变幅值的增加经历棒状-梭形-椭圆形-类平行四边形-类矩形的变化；且随应变幅值、温度和作用周期的增长，曲线向应变轴发生偏转，并在应变幅值较大时出现额外峰值点。根据实验数据定义了胶凝原油的耗散能密度，计算结果表明，耗散能密度与应变幅值及实验温度之间存在经验关系式，随应变幅值的增加而增加，随温度的升高而线性下降，而随周期的变化较小。通过对应力-应变曲线进行无量纲化处理发现，此曲线关于原点对称，不随温度改变而偏转，且存在一特征线；施加应变幅值相同时，不同温度下的无量纲化的耗散能密度随温度升高而略有减小。通过大庆胶凝原油不同条件下的周期性应力作用实验研究发现，应变响应曲线的幅值随作用循环次数增长不断增加，且向应变轴正向偏移，同时应变响应周期相对于施加应力的周期变长。分析实验得到的应变-应力响应曲线发现，随循环次数的增加，曲线不断向外扩展，形状随应力幅值的增加经历梭形-椭圆形-类橄榄球形的变化，且随温度和作用周期的升高，表现出向应变轴偏转的特点。根据实验得到的数据，通过积分计算求得的耗散能密度随循环次数、应力幅值、温度及作用周期的增加都增大，且与应力幅值之间存在函数关系。分析无量纲化的应变-应力响应曲线发现，在小应力幅值下曲线呈长短轴比较大的椭圆形，且存在对称轴线，随施加应力幅值增加，曲线沿顺时针偏转，形状向橄榄球形发展，同时与无量纲化应变轴的切点沿应变轴正向移动；而不同温度下的无量纲化应变-应力曲线几乎重合，但在高温下曲线会出现明显的突越点，对应含蜡原油胶凝时的胶凝结构强度临界温度。