活性粉末混凝土（Reactive Powder Concrete，RPC）是一种新型材料，具有超高抗压强度、良好耐久性、高韧性和良好的体积稳定性能，具有广阔的应用前景，已成为国际工程材料领域一个新的研究热点。目前关于RPC的研究多以宏观试验为主，主要集中在配制技术和力学性能的研究方面，缺乏细观层次破坏机理的研究。但要掌握混凝土破坏规律，必须从材料本身的细观结构入手来研究其力学性能和破坏过程。本文采用试验研究和数值模拟两者结合的方法来对其进行研究，为研究RPC力学性质提供了一条新思路。首先进行了RPC试块的力学性能试验，并分析RPC的抗折强度、抗压强度、劈裂抗拉强度的变化规律；其次利用有限元软件ANSYS，采用分离式有限元模型建立随机钢纤维模型，模拟RPC试件在单轴荷载作用下裂纹的形成和扩展，并通过计算得到了RPC的宏观力学指标。通过本文的研究工作，可得出如下结论：（1）通过RPC试件做抗折强度，抗压强度和劈裂抗拉强度试验数据得出：当硅灰掺量一定时，随着水胶比逐渐增大，拌和物流动度逐渐增大；RPC的7d和28d的抗压强度、抗折强度和劈裂抗拉强度都随着水胶比的逐渐增大呈现降低趋势。当水胶比一定时，随着硅灰掺量的增加，RPC的7d和28d的抗压强度、抗折强度和劈裂抗拉强度呈现增大趋势；RPC的流动性明显减小，水胶比越大，曲线越陡，流动度减小趋势越明显。（2）随着纳米SiO₂掺量的增加，RPC的流动性先增大后减小。当纳米SiO₂掺量为0.5%时，RPC流动度最大。随着纳米SiO₂掺量的增加，RPC的抗折强度值、抗压强度值和劈裂抗拉强度值均先增大后减小。（3）通过RPC的柱体抗压强度试验得出：随着纳米SiO₂掺量的增加，RPC的棱柱体抗压强度值先增大后减小；弹性模量与轴心抗压强度的变化规律相同，但两者之间并不成正比；峰值应变随着棱柱体抗压强度增加而增加。纳米SiO₂的掺量变化对RPC的横向变形系数基本没有影响，其值具有一定的离散性。（4）借鉴随机骨料模型的思想，利用有限元ANSYS建立了与RPC结构在统计意义上类似的随机钢纤维模型。（5）对生成的RPC试件进行了单轴压缩和单轴拉伸过程的计算机仿真模拟，通过计算得到RPC试件的抗压、抗拉强度和宏观应力-应变曲线。模拟所得受压曲线的上升段与试验所得曲线拟合度较高，说明数值模拟与实际试验有较好的对应关系。（6）对试件受载时的破坏过程模拟表明初始受力阶段，破坏单元一般产生于RPC内部强度相对较低的界面过渡区。（7）在单轴拉伸时出现的微小裂纹方向大致上是垂直于加载方向，即沿着水平方向开裂，随后微裂纹开始向界面附近的砂浆单元扩展。随着位移荷载的不断增加，多条裂纹沿着界面区扩展并通过砂浆相互连接，在试件内部形成宏观裂纹，直至最后贯通整个试件。而在受压时出现较小的竖向裂纹，随着荷载的增加，不断出现新的裂纹，裂纹扩展速度加快，多数裂缝迅速向宽度方向发展，随着破坏单元不断产生，多条裂纹相互连接，直至最后贯通整个试件。（8）结合已有混凝土本构关系模型对RPC受压和受拉本构关系进行了推导，得到了本构方程。（9）从数值模拟结果看出，利用数值模拟可以通过部分试验资料较好预测混凝土的力学行为，减少试验研究工作量，具有较好的经济价值。