随着我国水利工程的高速发展,我国高温引水隧洞工程也越来越多,如公格尔高温引水隧洞、布伦口高温引水隧洞、洛古水电站引水隧洞、齐热哈塔尔水电站引水隧洞等工程均为高温引水隧洞工程,高温引水隧洞工程完成初期通水时,洞内衬砌混凝土遇到低温冷水后由高温状态温度降低并形成稳定的温度梯度状态对混凝土力学性能造成劣化影响。因此对于不同温度梯度下的混凝土损伤演变研究非常有必要。本文设置4种温度梯度下混凝土与常温状态下混凝土进行实验室物理试验和非接触全场应变测量试验对不同温度梯度下混凝土宏观力学性能及应变变化规律进行试验研究,最后通过离散元法建立混凝土颗粒离散元模型进行温度-应力耦合作用下力学加载试验模拟,根据颗粒离散元模型模拟的结果与实验室物理试验结果进行总结分析,从细观角度对混凝土材料在温度梯度作用下的各项力学性能变化规律及损伤情况进行总结归纳,研究成果如下:（1）通过探究混凝土材料在温度梯度形成过程中的热传导规律以及形成稳定的温度梯度后的力学试验分析,总结混凝土在温度梯度作用后的力学性能与损伤情况,结果表明随着温度梯度不断增大,混凝土损伤情况越严重,力学性能不断劣化。（2）对混凝土材料在温度梯度作用下进行力学加载试验,总结其力学性能与裂纹损伤演化规律。结果表明随着温度梯度不断增大,其弹性模量与峰值应力不断减小,而峰值应变不断增大,混凝土损伤劣化情况越严重。（3）对混凝土材料在温度梯度作用下进行力学加载试验过程中使用非接触全场应变测量系统进行应变实时记录,进而反映混凝土材料的力学性能变化原因。温度梯度作用下混凝土试件的拉伸应变分量与压缩应变分量以及剪切应变分量与常温状态下的混凝土试件相比随着温度梯度的增加不断增大,40-4℃、60-4℃和80-4℃变化不大,在达到峰值强度之前,混凝土试件的应变分量持续增加,到达峰值强度后,混凝土试件应变分量迅速增大。（4）基于颗粒流离散元方法（PFC-2D）对混凝土试件进行数值模拟,建立热力耦合模型来模拟出混凝土试件在温度梯度作用下的损伤情况,与实验室物理试验结果进行对比验证,混凝土内部由于骨料和砂浆的膨胀系数不同,在温度梯度作用下产生的温度应力造成试件裂纹数不断增大,其各项力学参数也随着试件的损伤增大而不断劣化。