目前,在几乎所有工程领域,混凝土是最为常用的材料,如码头、大坝、建筑、道路、桥梁、机场、基础等大型工程的建设无不需要大量混凝土材料,其作用是其它材料无法替代的。然而,诸多的病害存在于正在服役的许多大型混凝土结构之中,结构的安全受到严重的影响。因此,工程界和学术界研究的热点问题之一是对混凝土结构病害机理、损伤演化及断裂破坏的研究。混凝土的破坏是一个连续过程,混凝土结构产生损伤之后会引发裂纹最终导致断裂破坏,所以对混凝土破坏过程的研究应将损伤与断裂结合起来考虑。本文通过理论分析、数值模拟仿真及实测数据分析来研究在多荷载场作用下混凝土结构损伤断裂的破坏过程,分为以下几个方面进行研究：1、对混凝土结构损伤和断裂这一连续过程的研究。以能量的观点来看,混凝土材料从损伤演化到断裂破坏的过程中伴随着能量耗散。在损伤力学和断裂力学中,能量耗散是由能量释放率加以描述的,所以能量释放率是损伤和断裂之间联系的纽带。混凝土结构在外荷载作用下首先出现损伤区,在其内部会演化为一个临界状态,之后损伤区内部产生宏观裂纹。以此观点,在临界状态可以建立两个不同过程能量释放的关系等式,从理论上说明损伤与断裂的关系。可以说,裂纹是随着能量的释放在损伤区内部逐渐孕育的。2、对混凝土材料Ⅰ型裂纹进行了损伤断裂的耦合研究。材料的损伤演化是一个连续的过程,但有些损伤模型为了研究的方便并未考虑材料损伤演化的连续性,本文对多种混凝土损伤模型进行了比较研究,找到适合于损伤断裂耦合分析的混凝土损伤模型,应用Loland损伤模型和分段曲线损伤模型将损伤变量引入混凝土材料Ⅰ型裂纹尖端附近微裂区公式。确定了在不同损伤程度的情况下,裂纹尖端微裂损伤区的范围,分析了损伤半径与损伤变量的关系,比较分析了两种混凝土损伤模型计算的损伤半径。3、建立有限元模型确定混凝土材料Ⅰ型裂纹的损伤半径。采用Ansys和Msc.Marc两种大型通用有限元软件建立混凝土材料的二维和三维裂纹模型,进行混凝土材料损伤演化的数值模拟试验,运用软件提供的二次开发功能实现单元的损伤演化过程,通过设定多个步骤的求解逐渐使单元劣化,进而得到不同损伤变量下的损伤半径。4、以大型工程实例为背景研究大体积混凝土结构的温度应力耦合场。大体积混凝土水化热产生的温度应力会造成结构的早期损伤和微裂纹的出现,严重时会影响结构的正常使用,本文通过对大体积混凝土温度应力场的数值仿真分析,研究混凝土在浇筑后温度场及应力场的分布规律,分析有可能出现损伤及裂纹的部位。另外,以天兴洲大桥下部结构为研究对象,通过数值计算获得薄壁宽墩、塔座及承台在浇筑后的温度应力场的分布情况,分析了加入不同布置形式冷却水管的降温效果,为实际工程大体积混凝土降温及早期防裂提供了依据。5、通过对现役混凝土桥梁结构的检测研究其病害产生的机理。正在服役的许多桥梁存在着病害,本文以三江桥的检测和动静载试验结果研究混凝土桥梁结构的病害产生机理。在检测中发现,混凝土梁体的强度推定值全部在40MPa以上,动静载试验的结果表明,桥梁满足正常使用的要求。然而,混凝土箱梁和T梁的某些部位依然出现贯穿裂纹,说明混凝土梁体的破坏是由于多种因素、多种荷载耦合作用的结果。通过本文的研究,希望为损伤与断裂相结合的理论研究提供一些新的方法及思路,为实际工程带来较好的经济效益和社会效益,为混凝土结构的早期防裂和病害的修补加固提供依据。