超高性能混凝土(Ultra-high Performance Concrete,UHPC)起源于1994年,因其具备突出的力学性能、优异的耐久性、良好的抗疲劳性以及多缝开裂产生的应变-硬化行为而引起广泛的关注。过去几十年,UHPC在道路、机场路面、桥梁及海洋结构中的应用越来越广泛。但是这些结构在应用过程中会受到循环荷载的作用产生疲劳损伤,使其内部的缺陷和微裂缝逐渐扩展,最终产生宏观裂缝,导致结构断裂失效;随着循环次数的增加,UHPC内部损伤累积,不仅导致承载力下降,而且服役寿命减少。所以研究循环荷载下UHPC内部损伤规律及其疲劳性能至关重要。目前为止,针对UHPC疲劳性能的研究主要集中在两个方面:(1)定量评价了应力水平(S)和疲劳寿命(N)的关系,利用S-N方程式预测UHPC的疲劳寿命;由于该方程式不包含UHPC内部损伤的变化及外部条件的确定(纤维掺量,试样尺寸等),无法精确表征UHPC疲劳损伤规律;而且收集UHPC在不同应力水平下的疲劳寿命需要消耗大量的时间,一旦UHPC配合比及其外界加载环境改变,S-N关系式不再适用于预测UHPC疲劳寿命;(2)利用Paris准则研究疲劳过程中UHPC裂缝的扩展规律。然而该裂缝扩展理论缺乏对内部损伤机理及细观层次疲劳行为的深入研究。基于上述原因,本研究以细观断裂力学为基础,研究循环荷载下UHPC疲劳裂缝扩展行为,并定量评价了损伤累积过程中其内部应力/应变场的演变规律,主要研究成果如下:首先,基于弯曲荷载下UHPC的疲劳寿命,利用Weibull函数评价其疲劳寿命分布规律,根据经验公式建立了疲劳寿命方程;利用Paris准则评价UHPC在疲劳过程中裂缝演变规律,从而根据两参数断裂模型预测其疲劳寿命,主要有以下结论:(1)从疲劳裂缝扩展角度而言,可以将UHPC整个疲劳过程分为3个阶段:(Ⅰ)疲劳裂缝的生成;(Ⅱ)疲劳裂缝扩展;(Ⅲ)疲劳失效断裂。第Ⅰ和Ⅲ阶段占整个疲劳寿命的很小部分,分别为5%和15%;第Ⅱ阶段在整个试件疲劳寿命中占很大的比重,约为80%。(2)第I阶段,所有试件的底部呈现较小区域的应变集中,此时集中区的最大应变值约为300με;第Ⅱ阶段,产生新的应变集中区;当纤维体积掺量V_f≤1.0%时,裂缝的扩展方向平行于外加荷载的方向;当钢纤维的体积掺量V_f>1.0%时,应变集中区的数量增多,其裂缝扩展方向发生倾斜(约45o)。(3)从裂缝扩展速率角度出发,可以将UHPC疲劳过程分为减速阶段和加速阶段。减速阶段(a