混凝土结构在正常使用阶段是带裂缝工作的,服役期内的荷载及环境等不利因素将加速裂缝的扩展及新裂缝的生成,显著降低结构的适用性与耐久性,甚至导致突发事故。因此,实现混凝土结构裂缝的实时跟踪与监测意义重大。针对目前混凝土裂缝监测技术的不足（无法实时监测、成本太高或因裂缝出现后传感器与混凝土无法保持协调变形造成监测失效等）,本文借鉴碳纤维水泥基复合材料传感器的应变自感知技术和思路,将不同纤维与纳米炭黑混杂体系掺入混凝土中,研发一种既有裂缝扩展自监测（自感知）性能,又可改善构件力学性能的新型智能化复合材料;探索实现结构材料与功能材料的一体化,为桥梁、隧道等基础设施中混凝土结构裂缝的监测提供一种新思路。本文主要的研究内容和结论如下:（1）研究了不同纤维（钢纤维+碳纤维）-纳米炭黑导电相组合与掺量对新拌混凝土的坍落度、含气量以及硬化后混凝土抗压强度的影响。结果表明:低掺量钢纤维（≤40kg/m3）、碳纤维（≤2kg/m3）、纳米炭黑（≤1.5kg/m3）对混凝土塌落度、含气量没有明显的影响;但随着导电相材料掺量的继续增加,混凝土坍落度呈现明显减小的特点,而含气量则表现出明显的增加趋势;单掺、双掺和三掺低掺量的导电相对混凝土抗压强度没有明显的影响。（2）采用了四点弯曲试验研究了不同纤维-纳米炭黑导电相组合与掺量对混凝土弯曲性能的影响;通过四电极法测量了掺纤维-纳米炭黑的智能混凝土梁受拉侧裂缝出现前后对应的电阻变化率（FCR）,对比了炭黑、钢纤维、碳纤维不同组合及掺量、不同长度纤维等因素对裂缝自监测灵敏度系数（K）的影响;并基于分形理论研究了不同导电材料对裂缝监测信号（FCR-COD曲线）噪声水平的影响。结果表明:用线性函数拟合交流电下混凝土裂缝智能化自监测信号FCR-COD曲线的效果较好,K可用拟合直线的斜率来表征;随着钢纤维掺量的增加,试件对裂缝监测的灵敏度系数减小;适量纳米炭黑的掺入对混凝土裂缝监测的K有提升作用,同时可降低归一化的FCR-COD曲线的分形维数（D）,纳米炭黑的最佳掺量为1kg/m3～1.5kg/m3;碳纤维的掺入对K值有一定的负面影响;钢纤维与纳米炭黑可以在基体中形成长程导电和短程导电结合的网络,因此双掺钢纤维与纳米炭黑试件表现出最佳的裂缝智能化自监测性能;短纤维与长纤维混杂的智能混凝土内,增加长纤维的比例有利于提升裂缝自监测的灵敏度。（3）基于自主研发的混凝土受拉裂缝宽度监测和区域自定位装置,提出了连续式区段监测和交错式区段监测两种用于裂缝定位的方式,并对混凝土梁式试件的裂缝区段定位展开了试验研究;借助有限元软件COMSOL进行了数值模拟,对混凝土裂缝定位的机理进行探索,分析了裂缝宽度与裂缝高度扩展对混凝土电势和电流密度重分布的影响规律。结果表明:裂缝高度的发展对混凝土试件内电势重分布的影响比裂缝宽度的扩展对试件电势重分布的影响更加明显;在裂缝出现后,试件内部的电势和电流分布发生了变化,根据混凝土梁开裂前、后的电势和电流分布变化的特征差异可实现裂缝的区段的判断,因此,电势重分布和电流重分布的概念可以较合理地阐述智能混凝土实现裂缝定位的机理。（4）将混掺结构型钢纤维及纳米炭黑的智能混凝土与普通混凝土结合,形成分层混凝土梁,对其进行弯曲裂缝自监测的试验。研究了混掺钢纤维-纳米炭黑智能混凝土层中钢纤维掺量、智能层厚度以及混凝土龄期变化对分层梁弯曲性能、裂缝自监测性能的影响。结果表明:智能混凝土层内钢纤维掺量和智能层厚度的增加能够显著提高混凝土梁的弯曲性能;依据电阻变化率（FCR）-时间（Time）曲线的变化特征可对混凝土的裂缝出现时刻进行监测;试件开裂初期FCR增长较迅速,随后FCR的增长变缓:对于分层混凝土梁,智能混凝土层内钢纤维的掺量和智能层厚度的增加,会减小相同裂缝扩展宽度（COD）对应的FCR;而智能混凝土的龄期增长在一定程度上提高了裂缝自监测的灵敏度;分层混凝土梁的裂缝自监测信号FCR-COD曲线较好地满足一阶指数衰减函数模型。（5）进行了混掺钢纤维与纳米炭黑的配筋混凝土梁弯曲裂缝自监测的试验,分析了保护层厚度、钢筋直径、混凝土龄期、配筋率以及配箍率对智能混凝土裂缝自监测性能的影响规律。结果表明:配筋的智能混凝土仍可通过实时测量其电阻变化实现对裂缝的自监测;混凝土保护层厚度从30mm减少到20mm、钢筋直径从6mm减少到4mm,试件的裂缝自监测灵敏度得到了提升;混凝土龄期增长可提升配筋智能混凝土裂缝自监测灵敏度且降低了监测信号FCR-COD曲线的噪声;配筋智能混凝土梁裂缝的自监测能力,随着配筋率的增加有所减弱,但灵敏度减小的幅度随着配筋率的增加逐渐减小;钢筋智能混凝土裂缝智能化自监测性能随配箍率变化不明显。（6）对掺入钢纤维和纳米炭黑混杂体系的智能混凝土进行了劈裂试验和轴拉试验,研究了饱水处理和未饱水处理以及电极布置方式对智能混凝土劈拉裂缝自监测性能的影响 研究表明:经过饱水处理的试件,智能混凝土裂缝自监测信号的噪声将增大;纤维掺量增加,会在一定程度上折减劈拉裂缝自监测的灵敏度;采用电势变化率（FCP）对混凝土裂缝进行监测,信号更为明显;混掺钢纤维与碳黑的智能混凝土对轴拉裂缝同样具备自监测的可行性。