工程水泥基复合材料（ECC）是一种具有超高韧性的水泥基复合材料,ECC在拉伸荷载作用下会出现应变硬化以及多缝开裂现象,克服了混凝土在拉伸荷载作用下固有的脆性。基于ECC优良的力学性能,国内外学者已对ECC的力学性能开展了大量的试验研究,而试验耗时耗力。因此,现阶段有必要在实验的基础上对ECC材料进行数值模拟,尤其是细观层次上的数值模拟。本文建立了考虑纤维、基体两相复合材料的ECC细观有限元模型研究了ECC试件在拉、压荷载受力状态下的力学性能,同时考虑基体强度、纤维体积分数、初始摩擦强度参数的变化对ECC力学性能的影响。本文的主要研究内容以及成果如下:（1）利用Python编程实现了二维线状、面状PVA纤维以及三维线状PVA纤维在ABAQUS有限元软件中的随机投放与生成算法,并对二维线状、面状纤维的投放算法效率进行了比较,同时采用向量叉乘的方法解决了纤维与纤维之间的相交问题,建立了ECC细观有限元几何模型,为开展ECC的细观数值模拟奠定了基础。（2）开展了PVA纤维的单纤维拉拔试验,根据粉煤灰掺量的不同设置了三组配合比,研究了粉煤灰掺量的变化对PVA纤维与基体之间的粘结性能的影响,试验结果表明随着粉煤灰掺量的增加,基体与PVA纤维的化学粘结能Gd、初始摩擦强度τ0、滑移硬化系数β都呈现下降趋势。同时将拔出的PVA纤维以及基体在电子显微镜下进行微观形貌观测,观测结果表明随着粉煤灰掺量的增加,电子显微镜下的PVA纤维的磨损也减轻。最后,将单纤维拉拔试验获得PVA纤维与基体之间的微观参数（化学粘结能、初始摩擦强度、滑移系数）代入已有的粘结滑移本构中获得单根纤维的粘结滑移本构,并通过换算转化为PVA纤维的本构。（3）建立由基体、纤维组成的二维ECC细观有限元模型,利用建立的细观有限元模型对在拉、压状态下的ECC试件进行数值模拟,并通过数值模拟分析了纤维体积分数、基体强度、初始摩擦强度对ECC力学性能的影响。利用细观有限元模型模拟了已有文献中的ECC受拉、受压试验,模拟结果与试验数据较为接近,证明了本文的细观有限元模型的有效性。纤维体积分数的增加对ECC受拉、受压模型的强度影响不大,而对模型的韧性改善较为明显。ECC有限元模型中基体的开裂强度的降低,能够有效提高ECC材料的韧性,但同时也会降低ECC受拉试件的抗拉、抗压强度、初始摩擦强度τ0对ECC抗拉性能的影响较为复杂,对于给定的基体和纤维,存在一个初始摩擦强度使得ECC的抗拉性能达到最佳。