混凝土材料的非线性力学性能包括静态和动态两个方面，国内外学者已经对其单轴静态非线性力学性能进行了深入系统地研究，取得了较为成熟的研究成果，并应用于实际工程。然而，对混凝土材料的多轴静态非线性力学性能与单轴、多轴动态非线性力学性能的研究尚处于探索阶段。鉴于此，本文依托国家自然科学基金重点项目“城市大型地下结构强地震动力灾变机理及过程模拟研究（90715035）”，针对混凝土材料的多轴静态非线性力学性能与单轴动态非线性力学性能，利用试验与理论分析两种研究途径，进行了深入系统的研究。论文的主要工作与取得的研究成果如下：　　 1、水泥砂浆材料的多轴静态非线性力学性能试验。利用M5、M10和M20三种强度等级的水泥砂浆材料，进行了26组位移控制多轴静态加载试验，包括单轴压缩、单轴拉伸、双轴压缩加载条件，获得了其应力.应变全曲线，研究了水泥砂浆材料的破坏模式、初始弹性模量、峰值应变、峰值强度、残余强度、延性等力学特性的非线性特征，并验证了广义非线性强度理论描述水泥砂浆材料多轴强度的适用性。　　 2、混凝土材料的单轴动态非线性强度准则。在混凝土材料单轴动态强度试验研究成果的基础上，提出了混凝土材料强度增长幅值的动力增长因数与对数应变速率之间关系的微分方程，进而建立了混凝土材料的非线性单轴动态强度准则，即J准则，通过引入强度增长幅值的最大动力增长因数，将J准则改进为能反映动态峰值强度特性的S准则。利用国际上己取得的混凝土材料单轴动态强度试验结果对J准则和S准则进行了验证，并与双线性动态强度准则（3个参数）比较，表明J准则与S准则都可较好地描述混凝土材料的非线性动态强度特性，J准则（1个参数）和S准则（2个参数）材料参数少，具有统一的表达式，强度曲线连续光滑，且S准则可反映混凝土材料的单轴动态极限强度。　　 3、混凝土材料的单轴静动态本构模型。利用欧洲规范（CEB-FIP1990）和我国《混凝土结构设计规范（GB50010-2002）》中建议的混凝土材料单轴静态应力。应变关系，分析了本文给出的水泥砂浆材料的应力-应变全曲线，并给出了模型参数的建议值；将S准则与CEB-FIP1990模型和GB50010-2002模型结合，得到了混凝土材料的单轴动态本构模型，利用文献数据验证了模型的有效性，并给出了模型参数的取值规律。