水泥基复合材料为脆性材料,抗拉强度低,为改善水泥基复合材料的力学性能许多研究者通过加入宏观纤维来改善其抗拉强度。水泥基复合材料的破坏多为微观裂纹在荷载作用下扩展造成的,多壁碳纳米管具有优异力学性能的纳米级纤维,是从微观改善基体的结构的一种增韧材料,解决宏观纤维不能阻碍微孔裂缝的产生和发展等问题。本文通过在水泥基复合材料中掺入不同量的多壁碳纳米管,经过一定的试验步骤制成40mm×40mm×160mm的试件小梁,研究不同掺量多壁碳纳米管对试件基础力学性能的影响,得出掺量最优值。通过SEM微观分析多壁碳纳米管在基体中的分布状况,研究碳纳米管对水泥基体微观结构的改善。将不同掺量多壁碳纳米管的试件小梁分6组进行疲劳试验,研究多壁碳纳米管掺量对试件疲劳寿命的影响,分析应变随循环加载次数变化的包络图。运用两参数和三参数威布尔分布统计理论分析疲劳寿命的分布规律。在不同失效概率p′(存活率p)下得出疲劳方程参数,分析p′-S-N曲线分析。本文研究的主要结论为:(1)少量多壁碳纳米管掺入可以有效改善水泥基复合材料的力学性能。碳纳米管减少和阻碍微裂缝的产生与发展,填充基体中的微孔隙。水泥与碳管连接、碳管与碳管连接,在水泥基中以化学键作用力构建网状体系,多壁碳纳米管起桥梁和拔出作用。(2)不同应力水平下,不同掺量的碳纳米管试件的应变-疲劳寿命曲线分三个阶段,即:应变迅速产生阶段-稳定发展阶段-迅速发展阶段。(3)多壁碳纳米管水泥基复合材料疲劳寿命回归分析的相关系数接近于1,呈线性相关,服从威布尔分布规律。(4)考虑不同失效概率下的疲劳寿命,回归分析双对数疲劳方程关系图,建立p(28)5.0’下的双对数疲劳方程。分析相关系数,发现双对数疲劳方程适用于素水泥基复合材料试件和多壁碳纳米管掺量较少的试件。