大体积混凝土在现代工程建设中应用广泛，工业建筑的大型基础、高层建筑基础都采用大体积混凝土。尤其近年来，随着建筑物高度和体积不断增加，大体积混凝土强度等级、体积和厚度也随之增加，且混凝土施工中普遍使用商品混凝土和大流动性混凝土，即使现场搅拌混凝土也普遍使用各种混凝土外加剂，尤其是膨胀剂和混凝土缓凝减水剂。掌握外加剂作用下大体积混凝土温度场和应力场变化及裂缝发展规律，针对性地提出裂缝控制方案，对有效保证现场施工质量，增强结构物耐久性具有重要意义。 论文在对国内外研究现状进行分析的基础上，从混凝土水化热、导热性、温度变形、干缩、化学收缩、变形约束及设计和施工等方面对大体积混凝土产生裂缝的机理进行了详细分析，讨论了大体积混凝土裂缝控制的方法和原则，为进一步的理论分析和数学模型的建立提供理论依据。 分别考虑热传导、对流、热源、管冷、混凝土材料及施工环境温度对混凝土温度场的影响，建立混凝土热物理性能变化的数学模型；考虑徐变和收缩，建立了混凝土徐变、收缩的数学模型；考虑各种影响因素，建立了混凝土弹性模量的数学模型；为控制大体积混凝土工程裂缝的研究提供理论基础，为进一步数值模拟提供理论依据。 对缓凝减水剂和膨胀剂作用下大体积混凝土强度、温度及体积变化发展规律进行了实验研究。 结合已建立的数学模型及工程实例，用MIDAS有限元分析软件分别在缓凝减水剂、膨胀剂单掺和复合掺加情况下，对大体积混凝土施工全过程的温度场及应力场进行了数值模拟，结果表明掺加外加剂是控制大体积混凝土工程裂缝的重要手段之一。 论文研究方法及数学模型还可用于大体积混凝土施工中外加剂掺量的优化、品种的选择，以及不同浇筑速度及各种热环境条件下大体积混凝土配合比的设计及施工过程的优化，对保证施工质量，提高工程施工可靠性及工程耐久性有重要作用。