天然砂作为水泥混凝土主要组成材料之一,约占混凝土的20%-40%,由于天然砂存在储量少,短期内不可再生的特点,随着交通基础设施建设的快速发展,天然砂供不应求,天然砂价格飞涨,资源面临枯竭;同时天然砂过度开采现象,导致生态环境破坏,天然砂质量问题日益凸显。机制砂（Manufactured Sand,MS）有着原料丰富、经济环保等特点,使得机制砂成为天然砂可靠的替代品。本文对机制砂混凝土（Manufactured Sand Concrete,MSC）工作性能和力学性能进行了研究,分析了玻璃纤维、玄武岩纤维、钢纤维对机制砂混凝土力学性能和断裂特性的影响,基于声发射技术（Acoustic Emission,AE）和断裂韧性对不同加载方式下机制砂混凝土切口梁的断裂力学特征进行表征,为机制砂在实际工程中的应用提供理论和数据支撑。本文开展的具体研究工作如下:（1）分析了水灰比、机制砂替换率、石粉含量三种因素对机制砂混凝土工作性能及力学性能的影响,得到了各因素对机制砂混凝土性能的影响规律,并明确了各因素间耦合作用。采用水灰比（0.41、0.44、047）、机制砂替换率（20%、60%、100%）、石粉含量（0%、5%、10%）为关键影响因素和水平,基于响应曲面法进行三因素三水平试验设计,通过坍落度试验、抗压试验和抗弯试验对不同因素在不同水平下混凝土工作性能和力学性能变化规律进行研究,利用声发射技术对其损伤过程进行表征与分析。结果表明,随着石粉含量的增加混凝土工作性能与力学性能呈先增后减的趋势;随着机制砂替换率的增加,混凝土强度也随之提高,混凝土内部损伤随之减小;随着水灰比的减小和机制砂替换率的增大因素之间交互影响越强烈,对混凝土强度越有利,对工作性能不利。（2）分析了纤维种类、掺量、长度对机制砂混凝土强度影响规律,结合声发射技术阐释纤维对机制砂混凝土强度的增强机理。基于机制砂混凝土抗压试验与抗弯试验,分析纤维种类（钢纤维、玄武岩纤维、玻璃纤维）、纤维掺量（0%、1%、2%）、纤维长度（6mm、13mm、20mm）三种因素对机制砂混凝土的力学性能影响。结果表明,三种纤维对机制砂混凝土强度均起到了增强作用,增强效果从高到低依次为:钢纤维＞玻璃纤维＞玄武岩纤维;玄武岩纤维和玻璃纤维机制砂混凝土在抗弯试验中均发生脆性破坏,对机制砂混凝土增韧效果差于钢纤维;而钢纤维增韧效果较为明显,纤维的加入有效减小机制砂混凝土的早期损伤;钢纤维掺量为1%和钢纤维长度为6mm的机制砂混凝土强度最高。（3）通过不同加载方式对机制砂和天然砂混凝土切口梁的断裂特性进行研究,结合声发射技术与断裂韧性指标对混凝土切口梁断裂过程进行表征,对机制砂混凝土和天然砂混凝土断裂特性进行分析,明确了三点弯曲和四点弯曲切口梁断裂特性的差异。结果表明,机制砂混凝土在弯曲荷载作用下表现出的断裂韧性更优,对裂缝有更好的控制能力,机制砂与钢纤维的协同效果更好;试件三点弯曲试验比四点弯曲试验断裂过程产生的损伤更加严重,声发射累计参数与断裂韧性指标具有较强相关性,累计声发射参数对于试件断裂更加敏感。