混凝土是一种用途广泛的多相复合材料,研究其在外载作用下的破损行为对工程应用领域及其重要。过去大多数是把混凝土当作均质材料,通过实验来研究其各种力学性能,该方法成本较高,周期较长。本文将混凝土视为骨料、砂浆基质及其二者之间的界面过渡区组成的多相复合材料,建立混凝土细观数值模型,在细观层面上对混凝土的破损行为进行研究。所做的工作如下:(1)将富勒级配曲线与瓦拉文公式相结合,将确定三维混凝土试件中骨料颗粒数量的方法应用到二维混凝土试件中,利用matlab软件编制了不同级配的骨料投放生成程序,为实现混凝土细观建模奠定了基础;(2)基于对粘聚力模型的理解,本文引入双线性粘聚力模型的牵引-分离曲线来描述细观层面上混凝土内骨料和砂浆基质间以及砂浆基质与砂浆基质间界面的本构关系,并结合相关文献,确定了本构模型中的参数,利用matlab软件编制了生成粘聚力单元的程序,并将其融合到有限元分析软件中;(3)根据编制的骨料投放程序,生成了不同级配的混凝土细观模型,并利用编制程序在骨料-砂浆基质界面和砂浆基质-砂浆基质界面分别插入粘聚力单元,研究了骨料体积含量及试件尺寸对抗拉强度的影响,结果表明随着骨料体积含量及试件尺寸的增加,试件内的界面过渡区也随之增加,导致抗拉强度逐渐降低,这说明混凝土抗拉强度主要由界面过渡区所决定,同时也证明本文所提出的利用粘聚力模型对细观混凝土材料进行分析具有可行性;(4)根据本文给出的混凝土细观建模方法,建立了弯曲梁数值分析的跨尺度计算模型,研究了两种类型三点弯曲梁破坏过程中构件的应力和裂纹的演化情况,结果表明当起始裂纹为梁高的0.25倍时,引起的应力集中系数为k=0.97;研究了四点弯曲梁的破坏过程,根据数值模拟得出的极限承载力计算出混凝土梁的弯拉强度,与已有实验结果相比,差值为4.65%。这说明本文所建立的混凝土细观分析方法能够较好的体现混凝土的力学性能和细观层面上的破坏过程。