本文利用不同应变能函数、不同试验条件得到的橡胶材料常数和本构模型对颗粒增强橡胶、短纤维增强橡胶复合材料和橡胶混凝土材料的力学性能展开试验调查和数值模拟研究,分析橡胶本构模型与材料参数的不确定性对橡胶复合材料有效力学性能的影响程度;讨论橡胶材料分别作为基体和增强相在复合材料补强增韧方面的作用,为橡胶复合材料的广泛应用提供理论依据。首先从连续介质力学出发,总结橡胶材料应变能函数的选取原则和橡胶材料超弹性本构方程的建立方法,分析用不同应变能函数建立橡胶本构模型的利弊,探究本构模型与材料参数的不确定性对橡胶材料有效力学性能的影响程度,为正确选择橡胶类复合材料的应变能函数提供依据。第二,建立陶瓷颗粒增强橡胶复合材料的有限元模型,利用广义虎克定律、应变能法、Mori-Tanaka法、Halpin-Tsai法、修正的Halpin-Tsai法和均质化法六种方法研究陶瓷颗粒增强橡胶复合材料中陶瓷颗粒的半径、百分比、弹性模量等参数变化对复合材料有效力学性能的影响,结果表明修正的Halpin-Tsai法综合考虑经典理论与有限元法的优势,均质化法通过统计平均克服有限元计算中的累积误差,两种方法的结果具有更高的可靠性。讨论橡胶本构模型与材料参数的不确定性对颗粒增强橡胶复合材料有效力学性能的影响程度,基于正态分布的量化指标,证明适合陶瓷颗粒增强橡胶复合材料的橡胶应变能函数模型是Yeoh模型。第三,考虑橡胶大变形本构关系,利用Ansys平台建立不同取向和不同长径比短纤维增强橡胶复合材料的二维和三维有限元模型,通过有限元法计算短纤维增强橡胶复合材料的有效弹性模量,并与经典理论方法所得的结果进行对比分析,得到较为准确和可靠的预测结果,证明三维有限元模型的不可替代性;进一步讨论橡胶本构模型与材料参数的不确定性对短纤维增强橡胶复合材料等效应力的影响程度,证明Yeoh模型的合理性。第四,在普通混凝土中掺入不同粒径、不同掺量的橡胶颗粒,分别进行抗压和抗折试验,得到立方体抗压强度、轴心抗压强度和抗折强度,与有限元数值模拟方法计算得到的结果进行比较,分析橡胶本构模型与材料参数的不确定性对上述参量的影响程度。为了降低橡胶混凝土的强度,提高橡胶混凝土的韧性和耐久性,在混凝土中掺入橡胶颗粒水和氢氧化钠溶液,分析改性后的橡胶颗粒对橡胶混凝土力学性能的影响,确定氢氧化钠浸泡液的最佳浓度。第五,为使橡胶混凝土的强度得到充分利用,将受损的橡胶混凝土静置1小时后进行二次抗压性能试验。结果表明:受损橡胶混凝土的二次抗压强度在掺量较大时的强度大于一次受压强度,证明时效作用对改善橡胶混凝土材料强度的作用。