混凝土是当今世界上用量最大,用途最广的建筑材料之一,它与我们的生活息息相关。因此,如何准确描述混凝土材料的变形破坏规律显得尤为重要。但相较于混凝土广泛的应用背景而言,混凝土本构关系的研究明显滞后于工程发展的需要。因此,建立混凝土的本构模型并且揭示混凝土的损伤破坏机理早已刻不容缓。本文基于统计损伤理论,进行了混凝土的统计损伤本构模型研究,所做内容如下:(1)建立了考虑强度等级影响的混凝土单轴拉伸和单轴压缩统计损伤本构模型。不同强度等级的混凝土采用不同的配合比设计,导致混凝土微结构力学特性和受载过程中内部微裂纹萌生、扩展的形态以及损伤的累计演化过程存在明显的差异,上述影响可通过模型中的特征参数进行表征。使用该本构模型拟合了《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)中强度等级为C15—C40混凝土的单轴拉伸应力-应变全曲线和强度等级为C20-C80混凝土的单轴压缩应力-应变全曲线,探讨了不同强度等级的混凝土在单轴拉伸和单轴压缩损伤环境下劣化的细观损伤演化机制以及宏观非线性力学行为之间的内在联系。结果表明:不同强度等级混凝土在单轴拉伸和单轴压缩过程中的细观损伤的累积演化规律存在着显著的差异,并且随着混凝土强度等级的提升,其特征参数呈现出明显地规律性变化。(2)建立了考虑高温劣化效应的混凝土单轴压缩统计损伤本构模型。高温劣化效应改变了混凝土微结构组成成分和力学特性,改变了受载过程中材料微裂纹萌生、扩展的形态以及累积演化过程。通过理论预测和试验结果分析,探讨了混凝土高温劣化的化学物理机理、细观损伤演化机制以及宏观非线性力学行为之间的内在联系。结果表明:在高温环境下,随着施加温度的不同显著地改变了高温后混凝土微结构力学特征和单轴受压过程中细观损伤的累积演化规律,最终导致混凝土宏观力学性能呈现劣化现象。将高温环境分为低中温区(100℃—400℃)和高温区(400℃—800℃)两个区段。400℃前后,混凝土高温劣化过程由不同的物理化学反应主导,微结构力学特性和细观损伤演化过程同样呈现出明显不同的规律性。(3)基于白卫峰等建立的混凝土正交各向异性统计损伤模型,在大型有限元计算软件ANSYS中进行二次开发,对混凝土材料的整个变形破坏过程进行精细化数值模拟。模拟了混凝土立方体试块的单轴拉伸试验和单轴压缩试验,并模拟了带有不同初始裂缝长度的混凝土的三点弯曲梁的从开始加载到最终发生失稳破坏的全过程,分析了混凝土三点弯曲梁裂缝的扩展机制。结果表明:数值模拟计算结果与双K断裂准则试验结果和虚拟裂缝模型试验结果吻合良好,验证了模型的有效性。