本文结合国家自然科学基金资助项目《混凝土多轴变幅疲劳破坏准则》(50078010)，主要对混凝土的双轴、三轴等幅和变幅疲劳变形和疲劳强度进行了研究，具体内容如下： 第二章介绍了混凝土多轴疲劳试验系统的组成；并根据在试验过程中使用和改造混凝土三轴疲劳实验系统的经验，总结了混凝土多轴疲劳试验的几个技术要点，包括试验设计要点和试验操作要点。 第三章进行了疲劳荷载谱试验研究。采用EDX1500-A动态数据记录分析仪器，测得钢筋混凝土吊车梁在实际工作中的大量动态数据。通过分析处理试验数据建立了吊车梁疲劳荷载效应谱，并将模糊优选法用于吊车梁荷载效应谱统计分布规律识别，结果表明吊车梁所承受弯矩循环幅值及每一循环的峰值服从正态分布规律。 第四章根据混凝土单轴疲劳试验结果，考虑混凝土疲劳寿命的特点，将异常值检验法、方差检验法、方差分析法、模糊优选法用于疲劳寿命统计分析；提出了新的混凝土疲劳寿命统计分布模型并进行统计检验。 第五、六章进行了拉压两轴和拉压压三轴荷载作用下混凝土疲劳试验研究。讨论了不同侧压应力比下的疲劳强度，给出了相应工况下的疲劳强度包络线；总结了混凝土疲劳应变发展的三个阶段，给出了应变发展方程和应变第二阶段变化率与疲劳寿命关系方程；给出了混凝土变形模量发展方程。 第七章进行了拉压两轴和拉压压三轴荷载作用下混凝土两级、三级变幅疲劳试验研究及疲劳损伤分析。总结了残余应变的变化规律，定义相对残余应变为损伤变量，建立了损伤演变方程，并进行了损伤分析和疲劳寿命预测。第五、六、七章的试验研究填补了混凝土在拉压两轴和拉压压三轴加载工况下等幅和变幅疲劳试验研究的空白。