为解决水泥高能耗、粉煤灰利用率低和淡水河砂资源短缺问题,一种新型混凝土材料,海水海砂高掺量粉煤灰自密实混凝土（High-Volume Fly Ash Self-Compacting Concrete,简称HVFA-SCC）,被研发用于近海工程。同时,为解决钢筋锈蚀导致结构耐久性能下降,服役寿命缩短问题,一种玻璃纤维增强复合材料（Glass Fiber Reinforced Polymer,简称GFRP）筋,具有轻质、高强、耐腐蚀等优点,被鼓励代替钢筋用于混凝土结构中。结合海水海砂HVFA-SCC和GFRP筋用于近海工程结构既能实现可持续发展建造,又能提高结构的耐久性能和服役寿命。然而,目前关于海水海砂HVFA-SCC及GFRP筋海水海砂HVFA-SCC结构的断裂特征,裂缝扩展过程及失效机理尚未阐述清楚。鉴于此,本文通过试验、数值及解析等方法对海水海砂HVFA-SCC梁及GFRP筋海水海砂HVFA-SCC梁的断裂特性开展研究。主要研究内容及结论如下:（1）开展海水海砂HVFA-SCC的配比设计,对海水海砂HVFA-SCC的微观性能及力学性能进行测试,结果表明:采用海水海砂代替淡水河砂拌合SCC能够增加其密实性,提高其早期抗压强度和劈裂抗拉强度。海水海砂HVFA-SCC（粉煤灰掺量为50%）具有良好的工作性能和力学性能,用于实际工程具有可行性。对海水海砂HVFA-SCC三点弯梁进行断裂试验研究,分析不同参数（粉煤灰掺量、水砂类型和初始缝高比）对其断裂特性的影响规律。结果发现:粉煤灰掺量的变化（不超过50%时）对海水海砂SCC三点弯梁的断裂特性基本无影响。采用海水海砂代替淡水河砂拌合SCC能够提高其断裂能、失稳断裂韧度和抗裂纹扩展能力。因为在海水海砂SCC中,大量的晶状体颗粒填充孔隙,从而增加结构密实度和内聚力。海水海砂HVFA-SCC的起裂和失稳断裂韧度基本不受初始缝高比的影响,可认作为材料参数。（2）通过SCC三点弯梁的P-CMOD曲线,基于非线性铰模型逆推分析确定其双线性拉伸软化本构模型参数。研究发现:SCC双线性拉伸软化曲线基本不受粉煤灰掺量的变化（不超过50%时）的影响。同等裂缝宽度下,海水海砂SCC双线性拉伸软化曲线的应力大于淡水河砂SCC,因为海水海砂SCC具有更密实的微观结构。基于海水海砂HVFA-SCC双线性拉伸软化曲线参数与初始缝高比的关系,确定其尺寸无关的双线性拉伸软化本构模型。采用扩展有限元法建立三点弯梁数值模型,验证所确定的双线性拉伸软化本构模型的有效性,并探讨双线性拉伸软化本构模型各参数对三点弯梁断裂特性的影响规律。（3）对GFRP筋海水海砂HVFA-SCC梁开展断裂试验研究,分析不同参数（筋材类型、初始缝高比、筋材直径、保护层厚度和混凝土类型）对其断裂特性的影响。基于增强混凝土梁断裂特征、P-CMOD、混凝土应变、筋材应变的演变规律,提出四阶段断裂破坏模型,即线弹性阶段、起裂扩展阶段、开裂扩展阶段和失稳破坏阶段。此外,通过智能骨料传感器基于时间反演技术对加筋三点弯梁断裂过程进行损伤识别,验证了四阶段断裂破坏模型。针对FRP筋增强混凝土结构,引入起裂和开裂断裂韧度描述其正常服役状态下的的裂缝扩展状态,并提出相应的裂缝扩展准则和断裂控制参数计算方法。通过研究发现:当初始缝高比不大于0.4时,起裂和开裂断裂韧度基本是一个常数,其可以作为GFRP筋海水海砂HVFA-SCC的材料参数。（4）采用混凝土损伤塑性模型,在筋材与混凝土界面嵌入内聚力单元（cohesive单元）考虑它们间粘结滑移性能,建立加筋三点弯梁数值模型,将试验结果与数值模型结果进行对比验证所建立数值模型的有效性。基于所建立的数值模型,分析韧带及界面处混凝土主应力和应变演化规律,探讨加筋三点弯梁在断裂过程中预制裂缝扩展情况及界面损伤情况,并验证加筋三点弯梁的四阶段断裂破坏过程。对所建立加筋三点弯梁数值模型开展参数讨论,研究结果表明:随着筋材轴向刚度的提高、拉伸软化曲线等比例的增加、筋材与混凝土粘结滑移曲线初始刚度的降低,GFRP筋增强三点弯梁界面处混凝土损伤程度被削弱。（5）基于双线性拉伸软化曲线,考虑裂缝面间的粘聚应力,建立GFRP筋海水海砂HVFA-SCC三点弯梁断裂过程的控制方程。通过三线性粘结和双?粘结滑移本构模型,结合控制方程分别提出GFRP筋海水海砂HVFA-SCC三点弯梁断裂过程解析计算方法。结果表明:所提出的解析计算方法能够有效反应GFRP筋海水海砂HVFA-SCC三点弯梁断裂过程。基于三线性粘结滑移模型解析方法,探讨不同参数对GFRP筋海水海砂HVFA-SCC三点弯梁断裂特性的影响规律,研究发现:FPZ长度达到峰值时所对应的相对裂缝长度随着初始缝高比的增加而增加,随梁高和保护层厚度的增加基本不变,随着筋材直径增加而减小。