工程绿化林木的生长和安全可靠性受冰雪灾害与火灾等具有温度骤变特点的自然灾害的影响。因此,系统地研究温度骤变下绿化林木的生物力学响应显得尤为重要,不仅对林木在养护及灾害后得到合理科学的修复具有重要的指导意义,同时对林木遭受温度骤变后力学与物理性能的变化提供新的研究思路。论文在文献综述和实地考察相结合的基础上,采用生物力学研究的方法,将一棵树木按照在温度骤变灾害下的响应,分枝条和树干进行研究,基于温度骤变相关载荷较大的特性研究枝条的弯曲性能；基于自然灾害温度骤变的温差较大与骤变次数较多,研究树干在温度骤变下的力学响应。随后通过数值模拟的方法研究一棵树在自然载荷作用下的力学响应及对温度骤变油松的最大热应力进行理论计算。论文的主要研究内容与结论如下：(1)进行了休眠期枝条的弯曲力学性能实验：通过对工程绿化常用八个树种和毛竹的枝条展开生物力学实验研究,通过三点弯曲测量得到新鲜和干燥枝条的抗弯强度、抗弯模量、弯曲变形功等的生物力学性能,为数值模拟计算提供了基本数据。实验结果表明,休眠期各树种新鲜树枝的抗弯弹性模量与抗弯强度均小于干燥树枝,但新鲜树枝的最大弯曲断裂应变与弯曲变形功均大于干燥树枝,且变化程度与绿化林木的树种种类有关；(2)进行了温度骤变下林木树干的力学响应实验：首先对油松进行不同温差一次温度骤变、相同温差不同次数温度骤变下的生物力学性能实验,研究了油松力学性能与温度骤变温差及次数的影响；随后进行了相同温差(进一步分为常规温差与极端温差两种)不同骤变次数下的油松、水曲柳、柞木、樟子松与毛竹的生物力学性能实验。实验结果表明,骤变一次且不同骤变冷却温度对油松的生物力学性能影响较大；随着骤变次数的不断增加,油松、柞木、水曲柳、樟子松与毛竹的抗弯强度、抗弯模量与单位体积断裂功均不断下降；(3)基于实验实测的生物力学性能数据,对油松温度骤变的生物力学响应进行有限元分析,数值模拟温度骤变下油松树干与树枝的应力场及从理论上计算了温度骤变油松的最大热应力。计算结果表明,在风荷载固定时,随着冰雪荷载的增大,油松下枝与树干的应力分布变化不大,上枝与中枝的应力增幅较大,表明上枝与中枝更易受到破坏；在冰雪荷载固定时,随着风荷载的增大,油松树枝根部应力及最大应力急剧增大,油松有连根拔起的可能。