混凝土材料被广泛运用在房屋建筑结构、桥梁结构、核电塔及军用防护结构中,这些混凝土结构在服役期内可能遭受到爆炸、冲击等意外荷载。在爆炸冲击等强动力荷载下,由于应力波在结构中的传播、反射和材料泊松比引起的横向惯性作用,混凝土会处于异常复杂的应力状态。尽管混凝土的应用极为广泛,人们对其在多向应力状态下的动态本构特性的了解却非常有限。随着计算机技术及计算力学的发展,通过数值模拟方法来预测爆炸冲击荷载下结构的响应也越来越普遍。然而,数值模拟的准确性非常依赖材料模型的可靠程度,不合理的材料模型必将导致错误的模拟结果。本文通过大量实验及数值模拟对三向应力状态下混凝土材料的动态本构行为开展了系统研究,主要研究工作和创新成果包括以下几个方面:（1）研究了混凝土材料在高静水压力下的损伤情况及损伤机理。现有材料的动态本构理论一般假定静水压力不会造成材料损伤,这对于金属等非常均质的材料是适用的,然而,由于混凝土是非均质材料,上述假定是否正确需要通过实验进一步验证。对50 mm立方体混凝土试件施加了30 MPa～500 MPa的静水压力,对静水压力加载过的试件进行了电子显微扫描,以及单轴立方体抗压强度测试。结果表明,静水压力加载过的混凝土试件骨料砂浆界面有明显的微裂缝,其单轴立方体抗压强度及弹性模量都会有不同程度的降低,这些都表明了混凝土在高静水压力下的损伤确实存在且不可忽略。建立了考虑随机骨料分布及随机孔隙分布的三维混凝土细观模型,研究了非均质混凝土试件在静水压力下内部应力分布规律,揭示了混凝土材料内偏应力的存在是混凝土静水压力下产生损伤的主要原因。进一步通过实验研究了应力路径对混凝土主应力空间中压缩子午线及拉伸子午线的影响,研究发现应力路径对极限破坏面的影响不大。仅应力路径存在高静水压力状态时,高静水压力对材料造成的损伤使极限破坏面与静水压力轴之间的距离减小。（2）研究了围压情况下混凝土材料的应变率效应。由于开展多轴动态实验极其复杂且缺少合适的实验设备,目前尚缺少三向应力状态下混凝土材料动态力学性能的研究。常用于数值计算的绝大多数混凝土动态本构模型在考虑应变率效应时均采用单轴动态实验的结果。然而,单轴实验并不能反映混凝土材料在动态三向应力状态下的特性。基于施加液体围压的改进的一维霍普金森杆实验提供了一种研究混凝土围压条件下应变率效应的方法,但是研究发现由于施压液体对试件变形的限制,在冲击实验中试件所处的围压状态会不断改变且不可控制,直接影响了此类实验结果的可靠性。本文采用考虑随机骨料分布的细观混凝土模型,研究了混凝土试件在恒定围压下的应变率效应。研究发现随着围压的增加,混凝土的应变率效应降低,因此混凝土模型采用单轴动态实验得到的动态放大系数（DIF）会高估其在围压条件下的应变率效应。基于大量的数值模拟结果,提出了一条围压相关的混凝土应变率-动态放大系数曲线,可以更准确地描述三向应力状态下混凝土的应变率效应。（3）研究了混凝土材料在三向同步同幅值冲击荷载下的状态方程。由于缺乏合适的三向冲击实验设备,几乎所有混凝土状态方程的实验数据都来源于静态三轴实验和一维应变状态下的高速冲击实验（例如平板冲击实验）的结果。本文介绍了一种自主研发的新型三维霍普金森杆冲击加载系统,用于研究混凝土材料三向冲击荷载下的状态方程,并开展了相关实验研究。实验结果表明高应变率下混凝土的体积模量要高于低应变率下的体积模量。这是由于在三向冲击荷载下,混凝土孔隙中的自由水来不及排出产生的孔隙水压力使混凝土更难压缩;同时高应变率下孔隙水的微观粘性效应对裂缝开展的限制也是混凝土体积模量增加的原因。（4）开发了混凝土动态本构模型。基于西北核技术研究所流体动力学计算平台,通过编制函数子程序,在K＆C混凝土的本构理论基础上,考虑混凝土动态力学性能的压力相关性、状态方程、应变率效应、塑性强化及损伤软化,初步开发了一种用于数值计算的混凝土动态本构模型。通过单单元测试,验证了模型的合理性。