定向钢纤维增强水泥基复合材料(Aligned steel fiber reinforced cement-based composite,ASFRC)是通过人工控制水泥基体中钢纤维的分布方向而形成的一种新型复合材料。大量研究表明,当主拉应力方向与纤维方向一致或接近时,ASFRC的力学性能要优于普通钢纤维增强水泥基复合材料。本文结合试验研究和理论分析等手段,通过ASFRC带预制裂缝的三点弯曲梁试验,研究了ASFRC的断裂性能,同时开展了ASFRC断裂全过程的理论分析研究。具体研究内容如下:(1)结合带预制裂缝的三点弯曲梁断裂试验研究了ASFRC断裂全过程,并分析了钢纤维掺量、钢纤维分布形式和水灰比对ASFRC断裂性能的影响,比较了ASFRC和普通钢纤维增强水泥基复合材料的断裂过程曲线以及断裂参数。研究结果表明:钢纤维定向、提高钢纤维掺量和减小水灰比均可提高钢纤维增强水泥基复合材料的断裂性能。(2)通过数字图像相关方法(Digital Image Correlation Method,DIC),研究了ASFRC损伤断裂全过程,得到了不同荷载时刻的应变及位移分布,比较了DIC测量方法与传统位移计测量的结果,并分析了ASFRC的增强、增韧机理。(3)建立了基于韧度准则的非线性铰模型,对ASFRC裂缝断裂全过程进行了理论分析研究。结合本文试验结果对理论方法进行了验证,并开展了模型的参数敏感性研究。研究结果表明:本文模型可较好的预测不同钢纤维掺量的ASFRC裂缝扩展全过程。