混凝土材料在动荷载作用下,会导致其的力学性能发生很大的变化,其破坏过程是一个非常复杂的非线性材料损伤过程。本文利用细观力学、随机数学方法和数值计算理论相结合,来分析混凝土试件在冲击荷载作用的变形、损伤和破坏过程。利用有限元软件ABAQUS对混凝土试件在不同加载速率和不同加载幅值下受到冲击荷载作用下的单轴受压和单轴拉伸破坏的数值模拟,研究不同加载速率以及加载幅值对混凝土强度的影响。利用CT技术能够观察混凝土材料中裂纹的萌生、发展以及最终贯通破坏过程,通过对比数值计算结果与CT试验结果,总结混凝土材料的破坏机理和破坏形态。本文通过数值模拟和CT试验分析,研究成果如下:(1)在不同加载速率下的冲击荷载条件下,对混凝土试件的单轴受压模拟时,速率越大,其强度也会增大。当速率提高2.5倍时,试件的平均强度提高了2%;当加载速率提高4倍时,试件的平均强度提高了7.3%。对混凝土试件的单轴拉伸模拟时,当速率提高2.5倍时,试件的平均强度提高了53%;当加载速率提高4倍时,试件的平均强度提高了57%。(2)在不同加载幅值下的冲击荷载条件下,对混凝土试件的单轴受压模拟时,我们发现,混凝土的强度随着加载幅值的增大而增大。当加载幅值提高2倍时,平均强度提高了2.6%。当加载幅值提高3倍时,试件的平均强度提高了5.6%。(3)对于在不同加载速率以及不同加载幅值条件下的单轴受压模拟,我们得知,混凝土的破坏最开始是从界面层发生的,即界面层的强度最低。产生的裂纹随着外荷载的增大向砂浆层发展,最后直至裂纹贯穿整个混凝土试件。破坏形式为呈45度的剪切破坏。对于不同加载速率下的单轴拉伸模拟时,我们通过分析数值计算结果发现,其破坏是在混凝土试件底部形成一条贯穿横截面的宏观裂纹。(4)通过对比混凝土试件在冲击荷载作用下的单轴受压和单轴拉伸数值模拟损伤云图与CT试验获得的CT图像,我们总结,两种方式下混凝土破坏裂纹的发展及破坏形态与CT试验结果比较相近,验证了本文对混凝土进行单轴受压和单轴拉伸数值模拟的可行性。