随着我国城市化进程的快速推进,大量建筑物重建和拆除,产生了数亿吨的建筑垃圾,造成了严重的环境污染问题。用再生骨料（Recycled Coarse Aggregate,RCA）替代天然骨料（Natural Coarse Aggregate,NCA）是减少建筑行业对自然资源依赖的有效措施,也是实现绿色经济和可持续发展的重要方式。然而,RCA较NCA存在较多缺陷,本文试验采用加入碳纤维（Carbon Fibers,CF）的方式来改善再生混凝土（Recycled Aggregate Concrete,RAC）的力学性能。通过开展单轴压缩试验,讨论了CF掺量、应变率效应、冻融循环作用和冻融后应变率效应对碳纤维再生混凝土（Carbon Fiber Reinforced Recycled Aggregate Concrete,CFRRAC）力学性能的影响。利用细观测试技术,分析CFRRAC在以上影响因素下的细观机理;基于统计损伤本构模型,探讨CFRRAC细观损伤机制的演化规律;从而搭建起宏观非线性本构行为、细观机理和细观损伤机制之间的桥梁,为推广RAC的应用奠定理论基础。主要工作内容如下:（1）分别开展了考虑不同CF掺量、不同应变率、不同冻融次数和冻融后不同应变率下的单轴压缩试验,分析以上影响因素对CFRRAC力学特征参数（峰值应力、弹模、峰值应变）的影响规律。研究表明:CFRRAC的力学性能整体上随CF掺量的增加先提高后降低,从力学性能和经济性的角度综合考虑,确定CF的最佳掺量为0.3%;CFRRAC具有显著的应变率敏感性,应变率越高,力学性能越强;CFRRAC的力学性能随着冻融循次数的增加而降低,但是高于未加CF的普通再生混凝土,CFRRAC具有良好的抗冻性能;试件经过冻融循环作用后仍具有应变率敏感性,力学性能随应变率的增加而提高。（2）针对掺量为0%和0.3%的试件分别开展了扫描电镜试验、声发射试验和核磁共振试验。利用扫描电镜观测了CF在水泥基体中的分布特征、破坏形式和微裂纹扩展情况;声发射试验重点研究了振铃计数的变化规律与混凝土应力-应变行为之间的联系;核磁共振试验分析了试件在经历不同冻融循环次数后的孔隙率变化和孔径分布情况。试验结果表明:CF在水泥基体中均匀分散,形成三维网格结构。桥接薄弱的界面过渡区（Interfacial Transition Zone,ITZ）,抑制微裂纹的形成和扩展过程。CF对RAC力学性能的提升起到了增强作用,主要存在拔出和断裂两种破坏形式。冻融后试件内部裂纹明显变宽边长;声发射峰值区并非对应应力-应变曲线的峰值应力状态,而是滞后于峰值应力;随着冻融循环次数的增多,试件内部孔隙率增大,CFRRAC孔隙率增长趋势小于普通再生混凝土。（3）基于混凝土单轴压缩统计损伤本构模型,探讨了应变率效应、冻融循环作用和冻融后应变率效应对CFRRAC细观损伤机制的影响规律。该模型考虑断裂和屈服两类细观损伤模式,并假定其概率密度函数q（ε+）和p（ε+）均服从三角形分布形式,可由E0、εa、εh、εb和H 5个特征参数进行表征。研究结果表明:特征参数与各个变量（应变率、冻融次数）之间的关系曲线具有明显的规律性,揭示了CFRRAC细观损伤机制的演化规律,并与宏观非线性本构行为建立起有效的联系。