在细观层次上，混凝土可以看作为由水泥基项、分散粒子和界面过渡层组成的三相复合材料。多年以来，人们对混凝土进行了广泛的研究，但多半局限于宏观方面。相对于普通混凝土，高强高性能混凝土(HSHPC)由于强度高、耐久性好和工作性能优越成为未来混凝土技术发展的方向，但目前国内外对它的认识还处于初级阶段。基于上述现状，本文提出一种模拟高强高性能混凝土细观结构的方法，从细观层次揭示HSHPC宏观力学性能和断裂过程，建立多相细观到宏观联系的多尺度研究方法，为研究HSHPC的破裂机制奠定基础。论文主要研究工作有：（1）基于骨料分布和形态的随机特性，将瓦拉文公式推广应用于确定二维混凝土试件截面凸多边形骨料分布。提出了以圆形骨料模型中圆骨料的面积为控制参数，以圆形骨料内接多边形为基架的凸多边形随机骨料算法。（2）借助ANSYS软件对随机骨料模型进行有限元网格剖分，并赋予各相细观单元相应的力学性能参数；基于损伤有限元分析方法，利用APDL语言编译损伤有限元计算程序，生成可进行数值试验的“高强高性能混凝土数值试样”。（3）以C80混凝土作为高强高性能混凝土的代表，生成相应的数值试样，对其进行单轴载荷下的数值模拟，得到了相应的应力-应变曲线及损伤单元演化图，并将数值模拟结果同真实试验结果进行对比，对比结果吻合较好，表明数值模拟是准确和可靠的；在此基础上对高强高性能混凝土数值试样进行无约束单轴受压和受拉数值试验，通过改变骨料和砂浆力学参数探讨其对混凝土宏观力学性能的影响，得出改变骨料抗拉强度是改善高强高性能混凝土力学性能的主要途径这一结论。本文以细观数值分析为手段，致力于为高强高性能混凝土的研究提供一定的理论基础，有助于科研人员理解混凝土内部组份的相互作用机理，并为进一步研究混凝土在复杂应力作用下的力学性能提供参考。