水泥基复合材料是以水泥净浆、砂浆、混凝土等作为基体,以纤维作为增强材构成的复合材料。传统混凝土材料是不连续、非均匀的准脆性材料,其内部不可避免的会产生孔隙、微裂缝等缺陷,制约了其更为广泛的应用。掺入纤维后能有效抑制裂缝的发展,极大改善混凝土材料的工作性能,但其构造和阻裂机理尚不完善,因此有必要针对其阻裂增强机理做进一步研究。本文采用理论分析和试验研究相结合的方法,探究玄武岩纤维增强水泥基复合材料的力学性能及阻裂机理的影响因素和规律,以期为实际工程应用提供必要的理论指导。主要内容如下:(1)基于断裂力学能量理论,分析裂纹从孕育、出现、扩展、失稳全过程中能量的传递演变,可知纤维的阻裂实质是通过纤维耗能(纤维的拔出或拉断)的方式来阻止裂纹的进一步扩展。并结合复合材料理论和纤维间距理论可知,存在一个合理的掺量和长径比组合使得玄武岩纤维复合材料获得较好的阻裂性能。(2)通过立方体抗压和劈裂抗拉试验,研究不同玄武岩纤维掺量和长径比对抗压强度和劈裂抗拉强度的影响规律。试验结果表明,掺入玄武岩纤维后试件的脆性破坏得到明显改善。当纤维长度为6mm体积掺量为0.1%时,试件抗压强度出现峰值且较未掺纤维试件提高了19.75%;当纤维长度为12mm掺量为0.2%时,试件劈裂抗拉强度最大且较未掺纤维试件提高了13.8%。(3)通过带预制裂纹的三点弯曲梁断裂特性试验,研究不同纤维掺量和长度对断裂性能的影响规律,由试验结果可知掺入玄武岩纤维后,试件的起裂韧度、失稳断裂韧度、断裂能等断裂性能参数都有不同程度的提高。且掺入长度为12mm掺量为1.0%时,试件断裂性能提高显著。通过数字散斑相关方法(DIC)提供的全场位移值可以比较准确的得到试件在任意荷载作用下断裂过程区的长度,更加直观的理解断裂过程区裂缝扩展的全过程。(4)通过哑铃型试件的单轴直接拉伸试验,研究了纤维掺量对拉伸性能的影响。试验结果表明掺入玄武岩纤维后,试件的极限拉伸强度和极限拉伸应变提高显著,且当掺量为1.5%时,极限拉伸应变最大且为0.023%。根据本次试验结果初步提出玄武岩纤维增强水泥基复合材料的拉伸本构模型。