耐火材料是高温工业不可或缺的支撑材料，应用的部门甚为广泛。由于恶劣的工作环境，造成了耐火材料炉衬极易发生破坏而降低其使用寿命，影响整个生产的安全有序进行。传统的从宏观尺度对耐火材料进行唯象研究的方法忽略了其复杂的内部结构，难以揭示材料损伤破坏的物理机理。事实上材料宏观破坏行为是细观尺度上微观结构损伤积累和演化的结果，宏观力学分析难以满足材料的力学分析要求。本文针对这一问题开展了如下几方面的研究：（1）从材料微观结构出发，利用细观力学基本理论结合相关力学实验，分析了材料的细观损伤机理。在此基础上，提出了通过构建损伤相弹性模量关于外载荷的损伤函数表征耐火材料细观损伤演化过程的研究思路。（2）根据材料细观损伤机理，提出了利用低损伤状态下的加卸载应力-应变曲线确定材料不同微损伤形式的临界损伤阀值的方法。该方法充分考虑了材料宏观形变的一般演化规律，适用于耐火材料微损伤的临界条件的确定。（3）运用细观损伤力学建模方法，构建了损伤相弹性模量关于外载荷的损伤函数表征耐火材料细观损伤演化过程，并利用广义自洽模型解析法建立材料受载状态下的微损伤模型，实现了材料非线性力学行为的定量描述。（4）以镁碳质耐火材料为例，对材料在压缩和拉伸载荷下的损伤演化过程进行了模拟，结果表明，运用该方法对耐火材料非线性力学行为进行表征，其结果与材料试验结果可以较好地吻合。论文提出的从材料微损伤与外载荷之间相互作用的定量关系入手，结合细观损伤力学基本理论构建损伤相弹性模量的损失函数表征材料微观上演化过程的方法为耐火材料非线性力学行为研究提供了一种新的研究思路。