混凝土材料是目前世界上使用最广泛的建筑材料。随着中国基础建设的迅速发展，对于质量的要求越来越高，由于混凝土自身的抗拉强度远低于抗压强度，不能满足建筑所需要的要求时，一种新型的复合材料，钢纤维混凝土(Steel Fibre Reinforced Concrete，SFRC)就随之推广开来。SFRC材料是一种高强度、高韧性的短纤维随机分布的复合材料，影响纤维混凝土力学性能的因素包括纤维的掺量、纤维的分布以及纤维与基体之间的粘结性能等。因此本文通过试验方法对不同钢纤维含量的SFRC开展了力学性能与方向分布研究，并通过数值模拟方法研究了钢纤维与混凝土基体之间的粘结滑移关系，对SFRC梁进行了数值模拟研究。
　　本论文制备了不同钢纤维含量的SFRC梁，对其进行了三点弯曲试验，并在试验结束后对试件进行切割，使用图像处理技术研究了钢纤维的方向分布问题。试验结果表明，随纤维含量的增加，SFRC在开裂后的曲线软化段缩短，且在后期硬化性能更加明显，同时钢纤维在梁中的分布存在明显的方向性，钢纤维沿梁纵向分布最多而沿浇筑方向分布最少。
　　对一些难以开展试验研究的对象，以数值模拟方法开展研究是较好的选择，因此本论文主要以ANSYS/LS-DYNA创建了SFRC梁分离式数值模型对SFRC切口梁三点弯曲试验开展了模拟研究。由于SFRC主要因为钢纤维被拔出而破坏，因此确定钢纤维与混凝土基体之间的粘结滑移关系对模拟梁破坏十分重要，本论文通过单根钢纤维拉拔数值模拟确定了钢纤维粘结滑移参数，并将其作为钢纤维本构模型应用于SFRC梁分离式数值模型之中。同时试验结果显示钢纤维在梁中存在明显的方向性，因此在建立SFRC梁模型时，本论文提出了钢纤维定向随机分布投放模型，使得数值模型更加接近实际，提升了模拟准确性。模拟结果表明，所建立模型可较准确的预测SFRC承载能力，可将其应用于SFRC结构承载力的工程问题之中，为其提供指导。