本文从细观层次着手,把混凝土视为由骨料、砂浆及二者之间的界面层所组成的三相复合材料,在对大型商业有限元软件ANSYS进行了二次开发的基础上,对混凝土单轴压缩试件、三级配混凝土简支梁在静、动荷载作用下的力学性能和破坏过程进行了数值模拟,基于混凝土单轴压缩CT试验对材料裂纹的扩展、贯通以及最后破坏的过程进行了研究。论文的工作具体可分为以下几个部分:1.根据给定的试样尺寸,骨料级配及混凝土配合比,计算混凝土试件内部各级骨料颗粒的数目,利用蒙特卡罗方法,产生骨料在试件中的随机位置,建立了模拟混凝土细观结构的三维数学模型。利用ANSYS将混凝土数学模型在计算机上实现,建立混凝土三维随机骨料模型。对整个试样进行有限元网格划分,对骨料、砂浆和界面单元的材料号进行自动识别,并对各材料的力学参数进行试验研究及赋值。2.通过上述方法,建立了混凝土圆柱体和梁试件三维数值模型,在建模和采集试验数据上,将裂纹形成与裂纹扩展两者同属于一个连续的疲劳失效过程。力图通过损伤力学的方法,把疲劳失效的两个阶段有机地结合在一起。利用损伤力学——有限元法进行数值模拟计算,并对ANSYS软件进行二次开发。模拟了混凝土材料从裂纹的萌生,扩展,贯通直到宏观裂纹产生导致破坏的过程。3.通过混凝土圆柱体CT试验,利用破损空间理论对细观结构裂纹萌生,扩展,贯通直到宏观裂纹产生进行了研究,以此来分析出在外力作用下混凝土材料的裂纹扩展过程。进而对混凝土材料的损伤断裂过程区进行研究并与试验结果进行对比分析。本文通过对混凝土破坏过程的细观数值模拟,进而对混凝土材料裂纹的扩展、贯通、以及最后失稳破坏的破坏实质进行了有益的探索。