混凝土材料的本构关系模型研究成果多样,各种经典力学理论均有涉及。损伤力学因考虑了微裂缝的存在,能够较为准确地描述混凝土损伤破坏特性而被广为推崇,但其在纤维混凝土中的应用还相对欠缺。纤维混凝土中,短切纤维作为散体呈乱向、随机分布,内部结构复杂。其力学特性的研究以试验手段居多,理论研究方面多采用断裂力学分析,少量关于损伤本构的研究则局限于宏观唯象方面,研究方法仍需改进。本文选择抗裂性能良好的聚丙烯纤维混凝土,从细观层次出发,考虑材料内部结构和宏观力学响应的随机性,以细观随机损伤理论分析聚丙烯纤维混凝土的本构关系。在已有的普通混凝土随机损伤本构模型基础上,提出了一种聚丙烯纤维混凝土的受拉损伤模型,以对材料本身的力学本质特性研究及相关结构设计提供参考依据。同时进行了两种强度等级下,聚丙烯纤维掺量分别为0 kg/m~3、0.3 kg/m~3、0.6 kg/m~3、0.9 kg/m~3、1.2 kg/m~3的混凝土单轴受拉试验,并以此验证理论模型与试验数据的吻合程度。本次研究得出以下主要结果:(1)采用串并联微弹簧模型模拟混凝土细观损伤单元,建立了聚丙烯纤维混凝土受拉状态下的细观物理模型。将细观单元的破坏应变假定为随机变量,以此描述聚丙烯纤维混凝土损伤产生、发展的随机性。并遵循经典损伤力学原理,建立了具有随机特性的受拉损伤本构模型。根据混凝土受拉应力-应变曲线的峰值点数学特征,识别模型中的细观单元破坏应变随机场参数。(2)聚丙烯纤维混凝土受拉试验结果表明:聚丙烯纤维的掺入一定程度上增加了混凝土的轴心抗拉强度,聚丙烯纤维对混凝土的抗拉弹性模量有不同程度的降低作用,掺量同为0.9kg/m~3的聚丙烯纤维混凝土,抗拉弹性模量降幅较大,水灰比0.5、0.4时降幅分别达到21.6%、16.7%。(3)本文识别的随机场参数与已有随机损伤模型参数量级、取值区间相符。随机损伤本构关系模型曲线与聚丙烯纤维单轴受拉试验应力-应变曲线吻合情况良好,说明该细观随机损伤本构理论适用于聚丙烯纤维混凝土材料;并证明了普通混凝土的细观损伤模型在模型参数修正之后,可以应用于纤维混凝土材料中。最后为工程应用简便,简化了该随机损伤模型,得出了与抗拉弹性模量、拉伸峰值应力及其应变有关的本构关系方程。