橡胶混凝土具有优越的抗冲耐磨性能,同时能较好地解决废弃橡胶制品回收难题,在水利工程中具有良好的应用前景。但是,随着橡胶的大量掺入,混凝土抗压强度等宏观力学性能有着明显下降,断裂破坏机理较普通混凝土更为复杂。本文采用细观力学方法,建立基于真实微观结构的橡胶混凝土断裂数值模型,模拟大掺量橡胶混凝土断裂过程区演变过程,分析其断裂机理。主要工作内容和结论如下:(1)采用微观试验方法和图像分析相关技术,研究了大掺量橡胶混凝土界面微观结构,定量分析了大掺量橡胶混凝土初始损伤。结果表明:橡胶与砂浆界面处的裂纹显著大于粗骨料与砂浆界面处的裂纹,橡胶颗粒界面周围几乎完全与砂浆基体脱离;不同橡胶掺量下的橡胶-砂浆界面微裂纹长度未显示明显区别;随橡胶掺量的增加,粗骨料-砂浆界面处微裂纹数目减少,但其裂纹平均长度变化差距较小;随橡胶掺量的增加,橡胶混凝土孔隙含量随之增大。(2)建立了橡胶混凝土细观数值模型。基于微观结构试验结果,将橡胶混凝土看作由砂浆基体、粗骨料、橡胶颗粒、界面和初始缺陷组成的多相复合材料,建立了考虑真实结构的橡胶混凝土细观数值模型,模拟了不同橡胶掺量下混凝土立方体抗压和劈裂抗拉试验,结果表明:该模型能较好地模拟橡胶混凝土破坏过程,预测其强度;随橡胶掺量的增加,抗压强度和劈拉强度不断下降,且抗压强度降低幅度明显大于抗拉强度。(3)基于多重研究尺度,建立了橡胶混凝土断裂数值模型。针对大尺寸试件,在断裂过程区考虑微观损伤和细观组分,其他区域考虑为宏观均质体,建立了跨越宏-细观的橡胶混凝土断裂模型;模拟了橡胶掺量对断裂参数的影响,结果表明,随橡胶掺量的增加,断裂韧度呈现先增加后减小的趋势;分析了断裂性能的尺寸效应规律,给出了尺寸无关的橡胶混凝土拉伸强度值和断裂韧度值。