本文利用数字图像相关法研究了石膏材料在对轴压裂试验中表现的力学性质。首先根据数字图像相关法编制了计算程序并利用GPU并行算法对程序进行了加速。利用这种方法研究了石膏块在开裂过程中的位移场分布,并根据数据记录分析了各方面性质,包括不同加载时期的压力位移关系、微裂纹扩展与贯通过程、主要裂纹扩展规律等。为了能更清楚认识石膏的本构关系,利用ABAQUS建模对材料进行了数值模拟,并与试验结果进行了对比。首先基于C++语言与CUDA并行编程平台,依据数字图像相关法理论编写了能够根据照片测量位移场的程序。该程序具有一般位移场、应变场计算、云图绘制、结果显示与保存等功能,此外还根据具体需求设置了修正刚体旋转的预处理功能以及修正云图显示的后处理功能。利用程序以及三轴试验仪,做了一系列石膏材料的对轴压裂试验,测量了压力位移关系曲线和全场位移。通过压力位移曲线分析将材料的试验过程分为三个阶段:线弹性段、塑性及微裂纹扩展的水平段、裂纹贯通的破坏段;通过分析全场位移,得到石膏材料的裂纹发展过程,详细研究了裂纹及其周围的位移场变化过程,包括裂纹两边的位移梯度分布情况、主裂纹扩展后的裂纹边界回弹规律等,并叙述了裂纹产生对宏观应变计算的显著影响。根据横向应变云图的发展情况,研究分析了试块中部及上下两边的先后破坏顺序、破坏模式等。在数值模拟部分,采用混凝土损伤塑性模型模拟了石膏准静态加载过程,混凝土损伤模型能够很好描述材料随着塑性发展、损伤积累导致模量降低的过程,很好地反映了材料的破坏过程,与实际试验一致性较好。为了反映试验中加载速率影响,用双层粘塑性模型模拟了石膏在不同加载速率下的力学特性。数值模拟结果显示,双层粘塑性模型能够很好地模拟石膏的粘性,对于不同的加载速率,数值结果都能够与试验结果较好地符合。