高延性纤维增强水泥基复合材料（Engineered Cementitious Composites,ECC）具有优异的韧性和裂缝控制能力,目前对ECC的力学性能与耐久性能研究较多,但对其弯曲疲劳性能,特别是疲劳破坏过程中裂缝发展规律的研究较少。因此本文对ECC及其组合结构的弯曲疲劳性能进行了试验与分析,主要研究内容如下:1、纤维体积掺量与粉煤灰用量对ECC弯曲疲劳性能的影响以粉煤灰用量与纤维体积掺量作为试验变量,共设计5组配合比,对ECC小梁试件进行弯曲疲劳试验。结果表明在相同疲劳应力作用下,ECC的疲劳寿命远大于普通混凝土;ECC疲劳寿命服从两参数Weibull分布,同时S-N曲线具有双线性,转折点在N=103～104区间范围内;PVA纤维可以显著改善ECC的低周疲劳性能,对高周疲劳性能的改善效果不明显;各配合比ECC的疲劳极限在0.34-0.60之间,增加纤维体积掺量或粉煤灰用量均可提高其疲劳极限,但增加纤维体积掺量效果更为显著,提高幅度最大可达到59%;2、ECC材料疲劳变形演化及裂缝发展规律结合DIC技术分析了弯曲疲劳破坏过程中ECC变形演变规律与裂缝发展模式,结果表明随着跨中挠度增大,底部拉应变与裂缝宽度相应增大;除主裂缝外,其余裂缝在循环荷载作用下宽度稳定在50μm左右;当主裂缝宽度发展到150μm～250μm的范围后时迅速失稳扩展形成贯穿裂缝,进而导致试件断裂破坏,而其它裂缝在主裂缝扩展的作用下出现不同程度的回缩;ECC裂缝沿着曲折路径逐渐向上发展,当循环次数接近疲劳寿命时,主裂缝向顶端快速扩展并相互连通形成分支裂缝,并伴随着部分裂缝回缩甚至闭合;随着应力水平的逐渐降低,试件底面纯弯段的裂缝数量逐渐减少,变形量相应减少;底面平均裂缝数量与应力水平之间存在线性关系;侧面裂缝数量与加载循环率之间存在幂函数关系;通过拟合认为,一维高斯分布可以描述在某一加载循环率下裂缝宽度与裂缝数量之间的关系,二维高斯分布可以描述ECC裂缝宽度-裂缝数量-加载循环率之间的数量关系;采用一维损伤模型计算了疲劳损伤量,发现在S=0.90时,其底部塑性拉应变与损伤量的发展近似于线性,当S≤0.80时,在第Ⅱ阶段损伤发展趋于水平,底部塑性拉应变基本保持为定值;3、钢-ECC组合板弯曲疲劳性能研究本文选择条带模型初步探究了钢-ECC组合板疲劳性能,静力加载结果表明在弯曲荷载作用下,组合板的变形经历3个阶段,即弹性阶段、裂缝开展阶段和屈服阶段;钢-ECC组合板的极限承载力为101.8kN,开裂强度为9.768MPa;疲劳加载结果表明裂缝宽度随加载循环率的变化近似呈现“三阶段”发展模式,其中第Ⅰ阶段约占总寿命的3%～5%左右,第Ⅱ阶段约占总寿命的75%左右,第Ⅲ阶段约为总寿命的20%,在第Ⅰ阶段裂缝宽度维持0～20μm范围内,在第Ⅱ阶段缝宽度基本稳定在100μm以下,进入第Ⅲ阶段主裂缝扩展伴随着其余裂缝的宽度回缩;经历182万次疲劳加载后,组合板剩余承载力为81.6kN,相当于极限承载力的81%,刚度约为4.95×106N/m,这表明组合板在经历182万次疲劳加载后,仍能保持很高的承载力和刚度,该结构具有较好的抵抗弯曲疲劳性能。