本文在细观层次上把混凝土看作是由骨料和砂浆组成的非均质两相复合材料。介绍了连续介质微观力学中预测二相复合材料有效弹性性质的几个主要经典理论和界限方法：稀疏解法、自洽方法、Mori-Tanaka方法和Voigt与Reuss界限法等，并介绍了从热弹性非均匀复合材料均匀化理论推导混凝土宏观有效热膨胀系数公式和砂浆及骨料平均温度残余应力公式的过程。选择代表体积单元尺寸分别为200mm×200mm、300mm×300mm和400mm×400mm，划分网格，并根据蒙特卡罗方法随机确定骨料的位置，编制了有关Fortran程序，生成混凝土随机骨料模型。对生成的数值试件分别进行均匀应力边界条件、均匀应变边界条件加载及升温作用。最后将各理论公式与有限元的计算结果进行对比。计算结果分析表明：基于Mori-Tanaka模型的宏观有效弹模曲线与有限元试验结果符合得较好；混凝土宏观有效热膨胀系数公式(3.37)与有限元试验结果符合得很好；砂浆及骨料单元平均温度残余应力公式均与有限元数值结果一致。