混凝土是由骨料和水泥砂浆组成的多相非均质混合物,形成过程中其内部不可避免的存在一些随机分布的微缺陷,这些缺陷使混凝土表现出较复杂的力学性能。除此之外,受施工环境以及试验条件等多种因素的影响,试验测得的各项力学参数,如抗拉强度、弹性模量等出现较高的离散性,材料各部位的强度不一致,从而导致混凝土裂缝开展的不规律性,即裂缝扩展过程具有随机性。因此,随机性和非线性成为了混凝土的重要特性,进一步开展基于随机损伤理论的混凝土裂缝扩展全过程研究具有重要科研价值。本文将随机损伤力学与断裂力学进行耦合,从损伤力学角度研究了混凝土损伤断裂破坏过程。从断裂力学角度,基于随机损伤模型,提出了混凝土裂缝随机黏聚律计算方法,并将随机黏聚律模拟了普通混凝土与大骨料粒径混凝土断裂破坏过程。所取得的研究成果如下:1)基于并联弹簧随机损伤模型,结合随机损伤力学与断裂力学理论,推导了混凝土I型裂缝尖端附近随机损伤场表达式,根据其表达式对大体积混凝土紧凑拉伸试件进行了实例计算,获得了完全未损伤区的离散范围及其面积。计算得到裂缝扩展长度及其离散范围与现有方法计算结果对比较好。2)在耗散能等效原理基础上,采用并联弹簧随机损伤模型与断裂模型耗散的能量相等,假设极限应变服从对数正态分布,提出了混凝土裂缝的随机黏聚律计算方法,并将计算得到的随机黏聚律与现有试验结果对比,吻合良好,验证了本文方法的有效性。开展了不同粗骨料体积含量的混凝土轴向拉伸试验,根据应力-应变曲线峰值点得到了随机损伤模型参数具体数值。研究了模型参数对混凝土裂缝随机黏聚律的影响。结果表明,随机损伤模型参数影响裂缝黏聚律的形状及其离散范围。3)基于本文方法计算得到的裂缝随机黏聚律,模拟了不同粗骨料含量的混凝土三点弯曲梁的裂缝扩展规律,通过数值迭代得到了混凝土荷载-裂缝张开位移(P-CMOD)的均值曲线及其上、下限值曲线。开展了不同粗骨料含量的断裂试验,通过试验值与计算结果对比,试验值基本在计算均值及其随机范围内。研究了在不同粗骨料体积含量下,普通混凝土材料特征高度的取值范围。结果表明:通过与试验结果对比,当粗骨料含量在15%~60%范围时,混凝土材料特征高度取5~7倍骨料最大粒径。