本文在总结分析国内外低温混凝土的研究现状基础上提出研究内容。通过超低温混凝土力学性能的试验，并进行必要的计算分析，给出了混凝土受压强度、受拉强度以及应力－应变曲线、弹性模量和峰值应变等随温度降低的变化规律和相应的计算公式，为超低温下混凝土结构的设计提供了依据。运用有限元软件ANSYS分析了混凝土含水量、降温速率以及恒温时间对试件温度分布的影响，并基于自主研发了超低温下混凝土受力性能的试验装置，包括制冷装置和加载装置，合理地确定试验方案。试验主要考察混凝土基本受力性能随温度降低的变化规律。降温速率均为1℃/min，恒温48h，目标温度范围为20℃≥T≥196℃，平均取12个温度作用工况。强度试验结果表明，混凝土受压强度随温度的降低呈非线性增长，可大致分为3个阶段。20℃≥T100℃为快速增长阶段。受压强度随温度的降低大致线性增长，并在T100℃时达到极大值；100℃≥T≥180℃为轻微衰退阶段。受压强度随温度降低呈轻微衰退态势；T180℃为强度复增阶段。受压强度随温度降低将有所恢复。混凝土抗拉强度随温度的降低呈非线性增长，可大致分为两个阶段。20℃≥T100℃为快速增长阶段。抗拉强度随温度的降低大致线性增长，并在T100℃时达到极大值；100℃≥T≥196℃为下降阶段。抗拉强度随温度的降低大致线性降低。变形试验结果表明，混凝土应力－应变关系曲线随温度降低变得更加陡峭。其中温度T=－140℃时最为显著。这表明混凝土低温下的塑性变形能力变差。低温下混凝土峰值应力、峰值应变和弹性模量都随温度的降低呈非线性增长的趋势，峰值应变在T70℃附近出现极大值，弹性模量在T140℃附近出现极大值。试验结果与国外已有试验结论对比表明，T100℃前混凝土低温下力学性能总体发展趋势相符合，之后差异明显。本文还分析了混凝土超低温强度变化机理，给出了受压强度增量计算模型，按其计算结果与本文试验结果总体趋势相符合。