纤维混凝土作为一种典型的复合材料,其宏观性能及破坏规律取决于其细观结构特征。因此,基于细观尺度研究纤维混凝土的各项力学性能是可行且必要的。纤维作为纤维混凝土中的重要组分,其与水泥砂浆基体间的粘结性能是影响其对混凝土性能的增强效果主要因素之一。所以,本文基于试验研究了纤维与水泥砂浆基体间的界面粘结性能,并深入分析了纤维类型、纤维埋深及基体强度对界面粘结性能的影响;在此基础上利用有限单元法建立了相应的力学模型,进一步解释了纤维的作用机理和纤维混凝土的宏观力学行为。主要研究工作和成果如下:首先,通过一系列纤维拔出试验,研究了具有不同埋置深度的高强高模聚乙烯醇(HPVA)纤维、玄武岩纤维和玻璃纤维从不同强度等级的水泥砂浆基体中被拔出的破坏过程。试验结果表明,当纤维被完全拔出时,最大拔出荷载随基体强度或者纤维埋置深度的增加而不断提高;但当基体强度或纤维埋置深度超过一定值时,纤维最终的破坏模式为被拉断而不是被拔出。研究结果同时表明,HPVA纤维与水泥砂浆基体间的粘结性能最强,玄武岩纤维次居,而玻璃纤维最低。最后,通过对试验结果进行分析得到了纤维被拔出时对应的界面平均剪切强度和界面有效剪切强度。分析结果表明,界面平均剪切强度能更有效的表达纤维与水泥砂浆基体间界面的剪切粘结性能。试验结果为后续数值试验提供了有效的基础参数。其次,在各种纤维的最佳埋置深度下,通过试验研究了HPVA纤维、玄武岩纤维和玻璃纤维的体积掺量对混凝土宏观力学性能的影响,确定了各纤维在混凝土中的最佳体积掺量。再次,基于各纤维的最佳埋置深度和最佳体积掺量,通过试验测得了纤维增强水泥砂浆的宏观力学性能。分析结果表明,纤维与水泥砂浆基体间的粘结性能对纤维增强水泥砂浆的宏观力学性能有显著影响。其中,HPVA纤维的增强效果最显著,其次为玄武岩纤维,最后为玻璃纤维。最后,基于有限单元法,分别对纤维从水泥砂浆基体中的拔出过程和纤维增强水泥砂浆的破坏过程进行了数值模拟。将数值结果与试验结果进行对比发现二者吻合较好,同时数值模型还直观再现了纤维从基体中被拔出时的力学变化过程,以及纤维对水泥砂浆基体的增强机理。该结果同时说明拔出试验所获得的结果能够作为基础参数用于数值分析。