实际服役混凝土结构通常处于复杂的环境因素作用下，其劣化过程是物理、化学和力学等因素耦合作用的过程，这些因素耦合作用造成的混凝土损伤远大于各因素单独作用的叠加。为指导实际工程中混凝土的配合比设计，混凝土耐久性及寿命预测体系的研究趋势和热点已由单一因素向多因素耦合作用发展。然而，以冻融为主因素的多因素耦合作用下的混凝土耐久性研究还显得不足，存在以下问题：多因素耦合作用下的混凝土耐久性评价还采用以往用于单因素作用下的评价指标，即评价方法相对落后于实际的耐久性研究；现有混凝土损伤模型和寿命预测体系多是基于单因素作用下的；对已经取得的成果还缺乏归纳总结。为解决上述问题，本文首先开发了混凝土冻融耐久性数据库系统，对以往学者的试验数据与参考模型进行归纳总结，以此作为建模的前提基础之一；然后，用应变表征了多因素耦合作用下混凝土的耐久性能，以此作为建模的另外一个前提基础；最终，建立了两个多因素耦合作用下的混凝土损伤模型并结合寿命预测方法对实际工程进行了寿命评估和预测，为有抗冻要求的服役混凝土耐久性设计和寿命预测研究提供了新思路。本文主要试验工作及结果如下：1）开发了混凝土冻融耐久性数据库系统。借助于RILEM TC246-TDC技术委员会平台，收集到来自15个国家和地区的34位著名学者关于多因素耦合作用下混凝土耐久性研究成果以及冻融损伤与寿命预测模型；经过严格的筛选得到入库试验数据和模型，并与计算机技术相结合，打造了数据管理的集成化平台，具有跨平台性和可扩展性等优点以及查询和搜索功能。2）用应变表征了多因素耦合作用下混凝土的耐久性能。无损监测的应变具有实时性、连续性，冻融（简称FTC）单因素作用下，混凝土残余应变的产生证明了混凝土基体的损伤是一个不断累积的不可逆的劣化过程，它与基体内部裂纹的不断萌生与扩展直接相关；冻融和盐溶液侵蚀（简称FTC-Cl）双因素作用下，同一配合比混凝土在3.5wt.%的NaCl溶液中冻融产生的残余应变比水冻大，说明盐溶液加速了混凝土的冻融损伤；冻融、盐溶液侵蚀和弯曲应力（简称FTC-Cl-BS）三因素耦合作用下，施加恒定的弯曲应力比越大，混凝土试件拉应力区的应变与残余应变均越大，说明应力的施加加速了混凝土的损伤劣化。3）建立了混凝土的残余应变冻融损伤演化方程。在FTC单因素、FTC-Cl双因素和FTC-Cl-BS三因素耦合作用下，混凝土的残余应变变化规律均符合单段或双段变化模式，单段变化模式一般适用于抗冻性较强的混凝土，双段变化模式一般适用于抗冻性较差的混凝土；结合混凝土冻融耐久性数据库系统中其他学者的残余应变数据，对演化方程进行验证，结果显示计算值和实测值之间具有较高的吻合度。4）建立了基于残余应变的FTC-Cl双因素耦合作用下混凝土冻融损伤数值模型（M-FTC+Cl）。该损伤数值模型适用于FTC单因素和FTC-Cl双因素作用，对混凝土损伤程度变量曲线的拟合相关系数在0.95以上；该模型还可以预测特定条件下混凝土的最终快速冻融循环次数，再结合寿命预测方法可以预测特定环境下服役混凝土的安全使用寿命。5）将冻融损伤、盐溶液侵蚀等环境因素进行了力学统一等效转化，建立了基于应变的FTC-Cl-BS三因素耦合作用下混凝土损伤力学模型（M-FTC+Cl+BS）。该损伤力学模型适用于FTC-BS双因素和FTC-Cl-BS三因素作用，模型建立了应变与快速冻融循环次数之间的关系；利用该模型计算的混凝土最终快速冻融循环次数与实际测量值非常接近；该模型结合寿命预测方法可以预测特定环境下服役混凝土的安全使用寿命。6）将冻融损伤模型与实际工程的寿命预测相关联，对实际工程进行了寿命预测。通过计算，长白山飞行区跑道、停机坪混凝土的使用寿命预测值分别为43年和52年，符合最低设计年限为30年的要求；青岛海湾大桥承台、箱梁混凝土的使用寿命预测值分别为144年、110～123年，也符合设计使用寿命100年的使用要求。