混凝土的干缩微裂纹对其物理和力学特性等都有重要的影响。研究微裂纹对混凝土宏观性能影响的前提是获得裂纹的真实结构特征。受观测手段的限制,目前只能观察混凝土断面的二维微裂纹形态。现有的干缩开裂模拟研究都局限在二维情况,且由于所建立的混凝土细观结构与实际不符、所用的隐式解法收敛性差等不足,干缩开裂模拟结果与试验结果不吻合,难以推广到三维模拟。为得到真实混凝土试件内部的三维干缩微裂纹分布,本文从数字混凝土的建立、裂纹模型的改进、有限元求解算法的选用等方面展开了研究,最终建立了基于改进弥散裂纹模型的混凝土干缩开裂的显式模拟方法,实现了混凝土三维干缩微裂纹分布的模拟。论文的主要内容和成果包括以下几个方面:1.基于混凝土CT图像,采用面绘制原理,重建得到了真实混凝土试件内部的砂浆骨料两相结构;2.提出“骨料膨胀法”用以划分过渡区网格并开发了相应程序,完成了三维三相数字混凝土的建立;所划分的过渡区单元厚度接近实际尺寸,且形状和数量满足后续的有限元计算要求;3.采用引入“等效断裂能”准则的改进弥散裂纹模型,结合ABAQUS的脆性开裂材料模型和显式分析模块,建立了模拟混凝土干缩开裂的显式算法;干缩微裂纹的二维模拟结果与试验结果吻合,显示了算法的可信性。干缩开裂模拟结果表明,本文采用的改进弥散裂纹模型能较好地模拟砂浆、过渡区等材料在干缩开裂过程中的破坏行为;参数敏感性分析结果表明砂浆和过渡区断裂能对干缩微裂纹形态有重要影响;4.模拟得到了真实混凝土试件内部的三维干缩微裂纹分布;模拟结果显示,随着干燥时间的增加,混凝土的干燥损伤度逐渐增大;该趋势与对比试验结果吻合,且数值接近,表明了模拟所得的三维干缩微裂纹结构的可信性。