脆性是混凝土材料的特征之一，由于混凝土的脆性，常常诱发混凝土的开裂，裂缝成为有害物质快速侵入混凝土内部的通道，诱发了如膨胀、碳化等耐久性问题，同时在荷载和环境因素耦合作用下加速导致混凝土结构的损伤劣化，严重影响混凝土的服役寿命，因此提高混凝土的韧性成为当前混凝土材料的发展方向之一。　　 本文通过水泥基体的增韧和纤维增韧的复合，制备出应用于高速铁路隧道衬砌结构的纤维增强聚合物混凝土，并系统研究了弯曲韧性、断裂韧性、断裂能、抗裂性能和耐久性能，通过对纤维增强混凝土微观结构的形成过程和微观形貌特征的研究，揭示了纤维增强聚合物混凝土的韧性与微观结构的内在联系，得到了纤维增强聚合物混凝土的增韧机理，最后建立了弯曲荷载和碳化耦合作用下纤维增强聚合物混凝土的服役寿命预测模型。全文的研究共分四大部分:　　 第一部分:纤维增强聚合物混凝土的制备技术　　 通过优化纤维种类、外形、尺度、掺量和聚合物乳液的品种、掺量，选取最佳的养护制度和施工工艺，制备出具有较高抗拉强度、弯曲韧性和断裂性能的纤维增强聚合物混凝土。　　 第二部分:纤维增强聚合物混凝土的基本性能研究　　 本文通过对纤维增强聚合物混凝土强度、弯曲韧性、断裂性能、抗裂性能和耐久性指标（渗透性、碳化、冻融循环）等宏观指标的测试，纤维增强聚合物混凝土具有较好的流动性，以荷载一位移曲线包围的面积评价混凝土的弯曲韧性，比同强度等级的普通混凝土提高10倍以上，断裂能比相同纤维掺量的纤维混凝土提高2倍以上，且混凝土具有良好的抗裂性能和耐久性能。　　 第三部分:纤维增强聚合物混凝土微观结构形成、微观结构形貌分析和增韧机理研究　　 纤维增强聚合物中微观结构的改变是韧性提高的内在因素，通过分析混凝土中各组成成分对韧性的影响，建立纤维增强聚合物混凝土的增韧机理;探索微观结构的形成机理和形貌特征，研究结果表明:聚合物乳液延缓了水泥的水化过程，同时减少了Ca(OH)2的生成量，通过机械黏结、物理吸引和化学键等作用，与水泥基体形成牢固的空间网络结构，降低了水泥基体的孔隙率，减小了骨料和水泥基体间、钢纤维一水泥基体间界面过渡区的厚度，有效的增加了钢纤维和水泥基体间的粘结力。　　 第四部分:弯曲荷载和碳化耦合作用下纤维增强聚合物混凝土服役寿命预测模型和应用　　 对弯曲荷载一碳化耦合作用下纤维增强聚合物混凝土的服役寿命模型的建立，考虑粉煤灰掺量、聚合物掺量、纤维掺量、荷载率、养护制度等因素，并结合构造条件，建立了多参数寿命预测模型，并对使用该材料的隧道衬砌结构寿命进行预测，得到荷载率分别为0和30％时，衬砌结构的服役寿命分别为217年和181年。