随着对水泥基自修复体系中的脲醛树脂（UF）微胶囊的研究逐渐深入,通常认为修复过程的顺利进行需满足两个要求:（1）微裂纹产生后需要能够扩展到微胶囊的外表面;（2）并且此时微胶囊会随着基体材料的破裂而产生破裂。若能厘清微胶囊在水泥基材料中的破裂机理,将对自修复体系的优化和修复效率的提升起到很大的促进作用。但目前国内外对该方面的研究大多基于实验室试验方法,停留于宏观层次,难以深入分析基体中微裂缝的开展和微胶囊的触发。针对上述问题,本文开展了对微胶囊在水泥砂浆中破裂行为的数值研究。对三维lattice模型中的不同参数进行了研究,并基于实验数据分别对水泥砂浆和微胶囊进行建模,最终建立起一个三维水泥砂浆-微胶囊lattice模型。本文的主要研究内容如下:1.lattice断裂分析框架的搭建。首先确定了lattice建模过程中的一般准则,从而建立起本文的断裂分析框架,并在GLAK程序（Generalized Lattice Analysis Kernel）的基础上,进行了两套不同建模方案的前处理程序开发。2.对lattice模型性能的评价。考虑模型的其弹性性能（杨氏模量和泊松比）和断裂性能（断裂能）,对不同的网格结构组成进行了分析比较。结果表明,斜杆和随机度的引入可以使模型产生一定的泊松比,从而更好的对水泥砂浆进行表征。但随着随机度的增加,难以兼顾弹性模量和泊松比的正确模拟。对于角度,结果表明角度会对网格的整体性能产生较大影响。而在网格局部进行小范围加密时,只要加密区域相对较小而且其各个方向的尺寸相差不大,对整体的性能无较大影响。3.采用逆向建模技术确定lattice单元的几何和力学参数。考虑不同的网格尺寸,基于直接拉伸实验和带缺口梁的三点抗弯实验,对水泥砂浆单元参数进行校准。结果上,实验和模拟的断裂能相差4.83%,表明数值模型能很好的对实际进行表征。微胶囊单元的参数则通过单粒微胶囊试样的纳米压痕测试予以确定,试验和仿真结果吻合良好。随后,对水泥浆体-微胶囊界面进行了纳米压痕测试,确定了界面单元的弹性模量和硬度分布范围。4.水泥砂浆-微胶囊三维lattice模型的数值模拟。对其在直接拉伸下的裂缝发展过程进行了分析,考虑微胶囊的囊壁厚度、微胶囊和界面的杨氏模量比和微胶囊和界面的强度比,建立起微胶囊在水泥基材料中的破裂判定公式,并通过参数分析得到破裂和剥离的各组临界值。