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随着全球地区冲突的加剧,恐怖袭击的威胁以及意外爆炸事故的频发,建筑结构抗爆炸与冲击性能的研究逐渐成为焦点。混凝土作为广泛使用的建筑材料之一,把握其动态力学特性是研究建筑结构非线性强动载响应行为的基础。但混凝土材料作为典型的非均质三相复合材料,现有的基于宏观连续介质力学的均匀化研究方法已不再适用。因此,从细观力学的角度出发重新认识和理解混凝土动态力学响应特性和损伤破坏机理是十分有必要的。论文针对混凝土材料的动态力学特性开展了宏观冲击试验和细观数值模拟研究。大直径SHPB冲击压缩试验观测到了反射波“双峰”现象,基于图像处理技术生成的三维细观模型,结合新型动态弹塑性损伤本构模型（IUD）的数值模拟精准地复现了这一响应特性。考虑大直径杆的横向弥散效应,对混凝土试件进行了束杆（HBB）系统的数值试验,局部破坏的差异性揭示了反射波“双峰”的形成机理。随后通过多轴动静耦合加载数值试验深入研究了混凝土在复杂应力状态和应力历程条件下的响应波形及损伤特性,模拟结果进一步验证了本文提出的反射波“双峰”机理。主要研究内容和结论包括:（1）基于大直径SHPB系统的冲击压缩和劈裂试验。采用（37）100 mm的SHPB系统对混凝土进行了动态压缩和劈裂试验,结合高速摄像技术和数字图像相关方法,研究了混凝土的宏观响应行为,分析其波形响应特征和变形破坏过程。研究发现,在混凝土的大直径SHPB试验中,反射波形表现出“双峰”特征,第二峰的峰值受试件的破坏程度影响。随着冲击气压的增大,试件的残余碎块从具有显著拉伸特征的长条状逐渐向各方向的尺寸差异较小的碎块转化。（2）混凝土三维细观数值模型的建立与IUD本构参数验证。针对当前混凝土细观模型建立方法中对骨料形状特征表征的不足,提出了一种基于骨料分形特征,体现骨料真实形状的3D混凝土细观模型生成方法。并结合IUD本构,复现了混凝土在大直径SHPB试验中的变形破坏过程,验证了细观模型的可靠性,并对比均质模型的模拟结果,体现了细观混凝土模型的优越性。（3）混凝土的HBB加载数值试验。考虑大直径SHPB系统中的波形弥散问题,研究了混凝土在束杆系统中的细观动态力学行为。采用小尺寸方形截面的单杆可以较好地保持波形的形状,降低弥散效应。在HBB系统加载下,不同位置单杆相应的试件边界条件差异,会引起不同的反射波响应,毗邻自由面的部分优先破坏导致了反射波双峰,而中心部分则由于被动围压效应使得更多的应力波传递至透射杆中。基于上述现象,同时结合前人关于不同尺寸的岩石和混凝土SHPB测试结果,认为大直径SHPB混凝土试验中的反射波双峰现象是由材料中主应力敏感性和试件尺寸共同作用的结果。（4）混凝土在复杂应力状态和应力历程下的动态力学特性。建立了真三轴预应力加载细观计算模型,对混凝土试件进行了多轴预应力状态（单轴、双轴和三轴）下的动力响应数值研究,分析了混凝土的波形响应特征和变形破坏过程。混凝土的动态强度、波形特征和破坏模式均表现出约束依赖性。单轴加载时,动态强度随轴向预应力σ1的增大而减小。双轴加载条件下,与静态强度类似,当最大主应力σ1保持不变时,试件的动态强度随着中间主应力的增大出现先增加后减小的趋势。在三轴被动围压下,反射波表现出“双峰”特征,由于试件受到被动围压的作用,使材料的屈服强度增大,延缓了材料的损伤演化进程,波谷的位置向后延迟,随着静水压力的增大,反射波“双峰”特征消失。在单轴加载时,试件的破坏以轴向裂纹和环向裂纹为主;在双轴加载时,试件沿动载方向出现分层断裂现象,侧面以剪切斜裂纹为主;而在三轴压缩作用下,试件则表现为轻微损伤,随着入射波幅值的增大,产生剪切断裂现象。图[116]表[8]参[154]