混凝土广泛应用于建筑结构中,桥梁、高层建筑的垮塌往往是由于关键性结构件损伤演化诱致破坏或失效造成的,混凝土损伤破坏是一个跨越材料、构件、结构的多层次、多尺度的力学问题。混凝土材料损伤研究在重大工程灾害预测中具有基础性理论意义。本文回顾了准脆性材料损伤研究的方法,提出采用混凝土细观力学模型利用数值模拟为混凝土损伤研究提供了一种有力的手段。对于混凝土这种复杂的多相复合材料,传统的损伤研究基于材料均匀性假设,采用细观模型,可以考虑其内部细观构造,因为混凝土的力学性与其内部各种组分力学性能紧密相关,并且微裂纹的萌生和发展又显著地受内部构造的影响,而这正是混凝土产生损伤的直接原因,所以采用细观模型在细观层次上研究其损伤成为一种有力手段,正是基于此,本文拟采用一种混凝土细观模型研究其损伤行为与机理。在细观层次上,混凝土被视为是由骨料、砂浆以及它们之间的界面过渡区(ITZ)组成的三相复合材料。本文采用一种改进的随机骨料投放算法完成圆形骨料结构随机投放,完成混凝土细观建模。合理地描述裂纹萌生和发展是采用细观模型研究损伤的关键,为此本文采用粘结特性描述材料界面间的相互作用,在对细观混凝土试样进行常规有限元网格划分后,在潜在的裂纹萌生区和扩展区嵌入零厚度粘结单元,并对粘结单元赋予粘结特性建立了混凝土细观粘结裂缝有限元模型。通过追踪受载过程中粘结单元的开裂与相互连接定义混凝土的微裂纹密度和裂纹聚合程度两种损伤度量参数,用以描述微裂纹的起裂、生长与相互连接乃至试样失效过程中混凝土的损伤行为。用所建立的细观粘结模型模拟了立方体试件在单轴拉伸、单轴压缩载荷下损伤直至失效的全过程。在单轴拉伸情况下结合应力-位移曲线分析了不用失效模式下的损伤行为和断裂能量耗散行为;在单轴压缩情况下模拟了无端面约束与完全端面约束两种效应下的试样破坏,分析了不同压缩破坏模式形成的内部机理。通过对比分析单轴拉伸和单轴压缩下粘结单元的变形行为对混凝土的损伤机制有了一定认识,单轴拉伸下粘结单元的变形为拉伸张开为主,而单轴压缩下以剪切错动为主,说明混凝土材料破坏在不同加载形式下由不同的损伤机制控制。