本文提出了一套自愈合混凝土研究中的多尺度计算模型及其计算力学实现过程。第一章对研究的选题来源、国内外研究现状、发展趋势及存在问题及本研究的思路和技术路线进行了阐述。第二章在对常规混凝土多尺度问题模型的研究基础上,定义了自愈合混凝土多尺度问题的研究基础,结合半脆性材料多尺度模型新发展,分析研究了第一代自愈合混凝土多尺度模型。新模型能反应新的治愈胶囊与治愈中介的参数特性,能够适应新型自愈合混凝土的设计需求,从纳观、微观、中观到宏观逐渐实现自小到大有效性质传递；最终,用有限单元法实现自愈和混凝土在损伤前后的模拟,为实现结构设计提供了计算模型依据。第三章从进行了自愈和混凝土在纳观尺度下的不确定性研究问题的探讨。第四章进行了自愈和混凝土在微观尺度下的不确定性研究。介绍了从小尺度到较大尺度的自下而上的多尺度方法。第五章则在纳观尺度和微观尺度的研究基础上,本章提出了接触面问题特性的专题研究,分析纳米管与聚合体分子动力学模型。第六章提出自愈和混凝土的中观尺度优化研究问题主要指,通过有效的梯度优化方法,在胶囊单元的连续性结构中,解决胶囊分布问题和单元划分问题。第七章对宏观尺度下的断裂模拟方法进行了简述。最后一章对前七章的研究情况进行了总结。同时,提出了自愈合混凝土在实际应用方面和计算理论方面的展望。提出了道路面层中引入自愈合混凝土构想,自愈合胶囊在强度、刚度和防渗性方面的研究引子等展望。本文在模型设计与多尺度研究中涉及到多种方法。纳观尺度研究中涉及到分子动力学方法、等效联合原子团方法、拉丁超立方采样方法。微观研究中涉及到敏感度分析、原子模型转化为结构力学模型方法等；还有独立输入参数、并联参数模型、相关参数模型、相关参数方差分离回归、条件分布取样、扩展矩阵合并、基于指针的扩展回归、相关部输入扩展Sobol方法和相关输入参数模型的基于方法的敏感性指针分析。在中观研究中涉及非均匀有理B曲线(1NURBS)基函数来定义连续并光滑网格独立纤维分布函数,增加网格尺寸,大幅度减少计算时间。宏观研究中对自愈合混凝土塑性变形控制方程和循环加载控制模型的选用进行了描述,对混凝土宏观构件的本构模型进行阐述,特别引入了适合自愈合混凝土宏观构件分析采用的本构模型。本文的研究成果对新一代自愈合混凝土的研发具有积极作用,可减少计算时间并且精度可控,可为结构自愈合混凝土材料提出设计建议。