本文在细观层次上将混凝土看作由骨料和砂浆组成的非均质二相复合材料。介绍了连续介质微观力学中预测二相复合材料有效弹性性质的几个主要经典理论：基于单夹杂模型的稀疏分布、自洽方法、Mori-Tanaka方法、微分法及基于三相复合球模型的广义自洽方法；还介绍了目前应用较为广泛的两种细观力学界限理论，即Voigt与Reuss界限和Hashin-Shtrikman界限。 选择代表性体积单元尺寸为300mm×300mm，根据蒙特卡罗方法随机确定骨料的位置，并考虑骨料三级配分布曲线，分别编制了相应的Fortran程序，即随机圆形骨料模型自动生成程序RanC．exe和随机椭圆形随机骨料模型自动生成程序RanE．exe，生成了混凝土随机骨料模型。取16组不同骨料与基体弹性性能比的数值试件，运用商业软件MARC进行均匀应力边界条件加载，求得二相混凝土模型的有效弹性模量，最后将各理论方法预测与有限元计算结果进行比较。通过对这些经典细观力学方法的适用性范围的讨论，得出各细观力学方法的适用范围。结果表明，采用细观力学经典理论进行混凝土有效性能预测时，预测精度不仅受骨料体积比的影响，且受骨料与砂浆基体的有效弹性模量比值的限制。讨论了细观力学经典理论与界限理论之间的关系，并对一些已有理论结论进行了数值验证。为摆脱细观力学经典理论在预测混凝土有效性能时受夹杂形状限制的现状，建立了多种不同形状骨料的数值混凝土模型，采用自洽有限元法预测这些随机骨料混凝土的有效弹性性能，并将预测结果与有限元计算结果及界限理论进行比较，验证了自洽有限元法的适用性。