干硬性混凝土(roller compacted concrete,简称RCC)抗弯拉强度较低、韧性较差、在复杂环境外荷载作用下易产生裂缝等,影响工程结构的安全性和使用寿命,借助“纤维增强技术”可有效抑制RCC裂缝的形成和发展,改善其韧性性能。以往多采用细聚丙烯纤维(polypropylene fiber,简称PPF)与钢纤维混掺的方法改善RCC力学性能,但钢纤维造价高,不良环境下耐腐蚀性能差,而新型粗聚丙烯纤维亦称异形塑钢纤维,具有与钢纤维相媲美的增强增韧效果,且PPF价格低廉、耐腐蚀性能优良。鉴于此,本文基于水泥基复合材料多尺度的结构特征,将不同尺度的粗细PPF混掺获得多尺度聚丙烯纤维干硬性混凝土(multi-scale polypropylene fiber roller compacted concrete,简称MPFRCC),利用室内试验与理论分析相结合的方法,研究不同尺度PPF掺量及混掺配比对RCC拉、压力学性能的影响,主要研究内容和成果如下:(1)通过改变3种尺度PPF的掺量及混掺配比,设计了1个素RCC和8个聚丙烯纤维增强干硬性混凝土(polypropylene fiber reinforced roller compacted concrete,简称PFRCC)试验组,并测试了各龄期PFRCC立方体抗压强度和劈裂抗拉强度,结果表明:7d龄期之前细PPF对混凝土基体抗拉强度的提高作用较为显著,7d龄期之后粗PPF起主要作用。并基于成熟度理论获得了立方体抗压强度与时间之间的关系式。(2)通过单轴受拉试验,研究PPF混掺配比对RCC受拉力学性能的影响。结果发现PPF对RCC受拉破坏前的影响较小,粗PPF的掺入可显著减缓受拉应力-应变曲线下降段趋势,使单轴抗拉破坏呈现延性特征。并根据测得的受拉应力-应变曲线,获得了各组RCC单轴受拉本构方程。(3)通过单轴受压应力-应变全曲线和弹性模量及泊松比试验,研究PPF混掺方式对RCC受压力学性能的影响。结果发现PPF对RCC破坏前的变形性能影响较小,但对其韧性性能的提高效果较为显著,按纤维掺入方式将各组试件的韧性从高到低排序为:多尺度PPF>单掺粗PPF>粗、细两种PPF混掺>单掺细PPF>不掺纤维;MPFRCC由于3种尺度PPF的相互支撑与补足,表现出更好的韧性和延性,呈正混杂效应。并根据测得的受压应力-应变曲线,获得了混凝土单轴受压本构方程。(4)依据各组PFRCC单轴拉、压本构力学指标数据,提出了“多尺度纤维混杂效应函数”,经拟合分析得出:与粗细两种PPF混掺相比,多尺度PPF混掺方式可以使RCC的抗拉强度和抗压韧性得到较显著的提高,但对其抗压强度和抗拉韧性的改善作用有限;该公式能够直观地反映“纤维混杂效应”对RCC各拉、压力学指标的影响规律,可根据有限试验数据预测出基体某项力学指标达到最优时的纤维混掺配比,对混杂PPF在实际工程中的应用具有指导意义。