碳纤维复合材料具有质轻高强、耐热耐磨耐腐蚀等优点,进而成为复合材料领域中研究和应用的增强材料之一。其中碳纤维发挥着阻裂增韧的重要作用,用于碳基和混凝土基体的多孔隙基体材料中可显著增强复合材料的力学性能。复合材料的性能增强和最终破坏仅为宏观表现,其纤维的作用机制、各组分的受力损伤演变则缺乏对应研究,所以需要运用细观力学的方法探究损伤拓展和失效机理,并做出有效预测。因此,针对贯穿型长碳纤维增强碳基、混凝土基复合材料,从细观力学角度出发,采用逐渐损伤方法,建立了包含纤维-界面-基体的碳纤维增强复合材料强度预测模型。主要工作内容包含以下几点:（1）对碳/碳复合材料[0]16铺层单向板,开展了室温环境下的拉伸试验,并按照结构参数建立模型,预测其刚度、拉伸强度。获得了拉伸载荷下的应力-应变曲线;根据材料特性建立了细观RVE模型。与试验值相比,预测出的拉伸刚度的误差为2.0%,弯曲刚度的误差为3.9%,拉伸强度的误差为3.1%;并对拉伸破坏后的材料断口进行显微观测,获得了各组分的失效损伤形式,验证了预测模型的准确性。（2）进一步对贯穿型长碳纤维的另一种结构形式,即三维编织碳/碳复合材料,进行试验,探究切削后尺寸对其力学性能的作用机理和规律。结果表明,碳/碳复合材料的弹性模量和拉伸强度,在切削后随试验段宽度和长度的增加而降低,且弹性模量和拉伸强度与试验段宽度、长度间可用指数函数进行数学拟合。（3）制作纤维体积含量为0.08%、强度等级为C30的碳纤维增强混凝土基复合材料的试验件,设计开展了混凝土抗压强度试验和劈裂抗拉强度试验。得到了碳纤维混凝土的强度值和对应的应力-应变关系,贯穿型长碳纤维作用下,混凝土的抗压强度提高了22.79%,抗拉强度提高了52.74%。根据破坏后试件断面的宏观现象和扫描电镜图,分析了混凝土基复合材料中,贯穿型长碳纤维对抗拉强度的作用机理。（4）基于试验数据所得的应力应变关系,构建了0.08%纤维体积含量的碳纤维混凝土在受压和受拉状态下的强度预测模型。抗压强度和抗拉强度预测值与试验值的间的误差分别为9.69%和8.23%。模拟了组分在承压、受拉状态下的逐渐损伤演化,并与试验现象对比,验证了数值分析的可靠性。