混凝土复杂的力学性能与其微观结构和湿度状态紧密相关。在细观尺度下,将混凝土视为一种由骨料、砂浆、界面层组成的三相非均质复合材料,且初始缺陷和水分分布在砂浆和界面层相中。本文基于细观力学理论,首先建立了混凝土三相细观力学强度预测模型,然后分别考虑初始缺陷和水分对砂浆和界面层相的影响,得到含初始缺陷和不同湿度下的混凝土有效强度预测模型。另外,在宏观尺度下,扰动荷载会引起混凝土结构中裂隙水产生附加水压,对结构断裂强度产生影响。本文基于夹杂理论和断裂力学理论推导出考虑裂隙附加水压的混凝土结构断裂强度解析式。论文工作及结论主要有:（1）将混凝土视为由粗骨料、砂浆、界面层组成的三相复合材料,基于IDD法将粗骨料与界面层等效为等效颗粒,然后考虑等效颗粒之间的相互作用,基于Mori-Tanaka法将等效颗粒与砂浆进行第二次等效,建立混凝土三相细观力学强度预测模型。通过选取细观相的拉、压破坏准则,求得混凝土的开裂强度和有效强度。将模型预测结果与试验数据进行对比,验证模型的有效性。基于模型探讨了骨料的弹性模量、骨料的含量和界面层弹性模量对混凝土开裂强度和有效强度的影响。（2）在混凝土三相模型的基础上,考虑砂浆和界面层中的初始缺陷。基于Mori-Tanaka法可得到考虑初始缺陷的砂浆和界面层相的等效变形参数。基于简化的中心孔洞模型建立细观相的有效抗拉和抗压强度与孔隙率之间的关系,并定义由孔隙率所引起的拉、压强度损伤值;结合孔径分布函数和影响函数得到孔径的总影响系数,并将其与损伤值相乘,得到考虑初始缺陷的砂浆和界面层相的有效强度。将含初始缺陷的砂浆和界面层相的等效力学参数代入混凝土三相细观力学模型中,建立考虑初始缺陷的混凝土有效强度预测模型。探讨孔隙率和孔径尺寸对细观相有效强度的影响,孔隙率对抗压强度的影响高于对抗拉强度的影响,相同孔隙率下减小孔径大小可改善细观相的有效强度。（3）在混凝土三相模型的基础上,考虑水分对砂浆和界面层相的影响,并根据湿度状态将砂浆和界面层相中的孔隙划分为活性孔隙和非活性孔隙。基于多相夹杂公式得到不同湿度下砂浆和界面层细观相的等效变形参数。基于Griffith理论和有效应力原理分别从表面能和孔隙水压力两个方面考虑水分对细观相强度的影响,得到不同湿度下砂浆和界面层相的有效强度。将砂浆和界面层相的等效力学参数代入混凝土三相细观力学模型中,建立不同湿度下的混凝土有效强度预测模型。探讨湿度对砂浆相有效强度的影响,砂浆相强度随湿度的增大而减小,且强度变化规律与湿度影响函数有关,砂浆相破坏时的孔隙水压力与砂浆相有效强度的比值会随湿度的增大而增大。（4）在宏观尺度下以含单裂隙的表征单元体作为研究对象,基于夹杂理论建立裂隙附加水压与扰动荷载之间的关系。应用工程中常用的压剪断裂准则推导考虑裂隙附加水压的混凝土结构断裂强度解析式。基于算例分析,裂隙附加水压降低了混凝土结构断裂强度,且增大了结构发生断裂破坏的倾角范围,使混凝土结构更容易沿裂隙面失稳破坏;断裂强度随混凝土弹性模量和裂隙形状因子的增大而增大,且随裂隙倾角的增大断裂强度增加趋势明显。