混凝土材料试验是使试件从逐步开裂直至整体破坏的研究过程。只有对试验的全部结果进行了分析,才可能估计出试件的受力特性。而某些实验研究不但非常昂贵,还需要耗费大量的人力、时间,因此混凝土材料的非线性有限元分析正突显出日益重要的作用。混凝土的非线性特性来源于其材料非匀质特征。混凝土在水泥浆和骨料之间、在水泥浆内部存在着大量的微裂缝、微气泡,内部的石子砂子大小分布也不均匀。随着荷载的增加,这些裂缝不断发展,混凝土的力学性质也不断变化,反映在应力应变曲线上就是非线性的。本文采用大型有限元软件ANSYS,利用分离式有限元模型和离散裂缝模型,通过模拟混凝土受压过程中内部裂缝的发展,来对混凝土进行非线性有限元分析。在模拟混凝土试件受压的同时,本文还通过对试验条件适当的简化,模拟了混凝土冻融循环试验。本文中将混凝土分为骨料、砂浆、界面过渡区三部分,从混凝土的细观损伤着手,研究由于冻融循环引起的冻胀变形、微裂缝等因素,对混凝土各部分宏观力学性能造成的影响,再将已经受冻融循环的各部分组合到一起,进行整体冻融后宏观力学性能的测定。本文中的模拟方法具有通用性,当把模型中的材料参数,换为其它等级混凝土的材料参数时即可对其它等级的混凝土进行模拟。本文的冻融循环的模拟试验中,在孔隙孔壁上施加了冻胀力。如果能通过实验测定混凝土受腐蚀时,在孔隙内产生新的化合物产生的膨胀力大小及变化规律,即可对其进行模拟。以较小的代价,尽可能真实地模拟混凝土受压和冻融循环试验,及试验中混凝土内部细观损伤是本文的目标。