混凝土裂缝开裂是工程中普遍存在的问题。裂缝的形成和发展降低了混凝土结构的承载能力、耐久性等各种性能。研究混凝土裂缝的开裂及预测问题对构建良好的裂缝预警机制、避免由危害性裂缝导致的安全事故具有重要的学术、经济和社会意义。本文将起裂韧度作为混凝土裂缝开裂的判据,对混凝土起裂韧度的确定方法及其应用进行了研究。提出了确定混凝土起裂韧度的简化理论方法,并研究了普通乱向及定向钢纤维增强水泥基复合材料的抗起裂特性,从机理角度解释了钢纤维的掺入及定向对起裂韧度的影响。另外研究了由起裂韧度预测失稳韧度的数值计算和解析方法。取得的创新性研究成果有:1、基于传统极值法和权函数方法,提出了由实测峰值荷载确定混凝土三点弯曲梁起裂韧度的简化极值法。该方法无需进行复杂的积分运算,同时避免了试验测量临界裂缝口张开位移产生的误差,仅需测量单组试件的峰值荷载即可计算得到起裂韧度值。计算过程简便,结果稳定。2、基于线性回归理论,提出了确定混凝土起裂韧度的简化方法。该方法利用混凝土裂缝起裂前,荷载-裂缝口张开位移曲线呈线性的特点,基于线性相关系数获得了起裂荷载,进而求得起裂韧度。该方法优于采用表面测量确定起裂韧度的试验方法和需要数值积分运算的理论方法,且操作简便,受人为因素影响小。3、基于线性回归方法,研究了普通乱向及定向钢纤维增强水泥基复合材料的抗起裂特性,并从裂缝尖端夹杂改变其应力强度因子的角度解释了钢纤维的掺入及定向对起裂韧度的提高作用。结果表明,定向钢纤维水泥基复合材料的起裂韧度明显高于普通乱向钢纤维增强水泥基复合材料;起裂韧度随钢纤维体积分数和三点弯曲梁试件尺寸的增加而逐渐增大。4、分别基于混凝土三点弯曲梁断裂全过程数值模拟方法和简化极值法,研究了由起裂韧度预测失稳韧度的方法。同时给出了表示混凝土三点弯曲梁起裂韧度和失稳韧度理论关系的隐式表达式。由该关系式可知,双K断裂韧度参数可在不依靠试验测量的同时,由简单的理论计算互相推出。