超高性能纤维增强混凝土(Ultra High Performance Fibre Reinforced Concrete,简称UHPFRC)是一种具有极高强度、高韧性和优异耐久性的新型水泥基复合材料。超高强度大流态UHPFRC的抗压强度最高超过190MPa,流动扩展度在180mm(微型塌落度筒试验)以上,在土木建筑、道路桥梁和水利水电等国民生产相关的工程建设中有着广阔的应用前景。钢纤维的掺入是其能够实现增强增韧的重要因素,但钢纤维掺量、长径比等关键参数对于超高强度大流态UHPFRC受压等基本力学特性以及损伤破坏发展过程的影响尚不明确,尤其是受压本构关系,这在一定程度上限制了UHPFRC的推广应用。因此,本文通过试验和理论分析,研究了钢纤维掺量、长径比以及不同长径比钢纤维混掺对UHPFRC基本力学特性的影响,建立了结构设计用的本构模型;分析了UHPFRC单轴受压中损伤演化过程,提出了考虑损伤的本构关系。论文的主要工作和结论如下:(1)设计超高强度大流态UHPFRC轴心受压全曲线测定试验,测得钢纤维掺量1%～5%范围内的UHPFRC单轴受压应力-应变全曲线,分析了钢纤维掺量对单轴受压特性的影响。结果表明:UHPFRC的抗压强度、峰值应变、弹性模量均随钢纤维掺量的增加而增大,峰值应变和抗压强度之间存在线性关系,弹性模量与抗压强度之间满足现行混凝土结构设计规范中的关系;确定了各钢纤维掺量下UHPFRC的比例极限和泊松比取值;明确了UHPFRC单轴受压变形的四个阶段和破坏形态;参考国内外相关规范,建立了不同钢纤维掺量下的UHPFRC受压三折线本构模型。(2)在典型的钢纤维掺量(3%)下,通过轴心受压全曲线测定试验和弯曲韧性试验,研究了不同长径比(30、65和100)和不同长径比钢纤维混掺组合对UHPFRC基本力学特性的影响。结果表明:UHPFRC的抗压强度和抗折强度均随钢纤维长径比的增加而增大;钢纤维长径比增加对于UHPFRC受压峰值应变和弹性模量的改善作用不显著,但对于单轴压缩韧性和裂后弯曲韧性的提升明显。通过引入长径比这一参数,并综合钢纤维掺量影响后得到了关于不同钢纤维特征值的UHPFRC受压统一三折线模型。分析了UHPFRC中钢纤维长径比变化对材料韧性的影响机理。(3)通过声发射损伤监测试验,对不同钢纤维掺量和不同长径比的UHPFRC受压破坏的全过程进行了损伤监测。声发射累积能量在UHPFRC受压应力-应变曲线发展过程中随应变和时间均呈现出起初增长十分缓慢,而后突然极速增加的变化规律。以声发射累积能量作为损伤变量,结合Lemaitre等效应变假设,建立了引入钢纤维特征参数的UHPFRC单轴受压损伤本构关系,其可在0～1.8倍受压峰值应变内对UHPFRC受压应力-应变曲线作出较准确的描述。并将受压损伤本构模型在归一化后与三折线本构模型进行对比分析,确定了两类本构模型的适用范围。