混凝土是一种抗压强度高但抗拉强度低且容易开裂的建筑材料。为了弥补这些缺陷,很多新型的增强混凝土已经越来越广泛地被应用于土木工程各个领域,例如钢纤维混凝土。由于对钢纤维混凝土力学性质和本构关系的研究是其工程应用的基础,对工程建设有很重要的意义,所以本文将重点研究钢纤维混凝土的本构关系。在研究过程中,首先对钢纤维混凝土梁进行了四点弯曲实验(550mm×150mm×150mm)并进行力学性能测试。然后根据实验具体情况利用有限元软件ABAQUS模拟钢纤维混凝土梁的四点弯曲实验。在建立模型的过程中,对钢纤维混凝土的本构关系做出了深入研究。由于整根梁中纤维的分布状态并不均匀,所以首先根据代表体积单元法将整根梁进行划分,保证在体积单元中纤维分布相对均匀,然后再求解各个体积单元内纤维的弹性本构。钢纤维混凝土受力过程中,在纤维拔出之前其一直处于弹性变形状态,而混凝土既有弹性变形也有塑性变形,所以在模型建立中钢纤维将采用正交各向异性的弹性本构,混凝土则采用损伤塑性本构模型。由于钢纤维的分布状态对纤维混凝土性质有很大的影响,所以为充分利用纤维的取向信息,本文主要运用纤维取向张量和取向分布函数的方法来求出纤维的正交各向异性的弹性本构。根据有限元数值模拟得到相关结果后,从荷载-位移曲线和梁的裂缝发展等方面与实验结果进行比较,从而验证所提出的钢纤维混凝土非线性本构模型的正确性和合理性。并同时研究纤维的加入对混凝土力学性能的影响。为了进一步探究影响纤维混凝土基本力学性能的因素,对钢纤维的物理性质进行了变参数分析,主要分析了纤维的长度和纤维的体积份数对其力学性能的影响。得出的相关结论对钢纤维混凝土在实际工程中的应用有一定的指导和借鉴意义。