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在长达半个多世纪的混凝土断裂性能研究中,尺寸效应一直是其中的关键问题。只有解决了混凝土断裂性能的尺寸效应,才能准确地通过小尺寸缩尺试件的试验结果来反应实际结构的断裂性能。本文首先简单介绍了Weibull统计尺寸效应理论、Bazant尺寸效应律、Hu和Duan的边界效应模型。为了研究混凝土梁断裂性能的尺寸效应,对五组几何相似、尺寸不同的20根混凝土梁,进行三点弯曲试验。通过数据采集仪记录了混凝土梁加载全过程的荷载-裂缝口张开位移（P-CMOD）曲线和荷载-挠度（P-δ）曲线,并且测试了材料的部分力学性能。利用P-δ曲线计算得到了混凝土的断裂能,并对已有的借助P-CMOD曲线计算断裂能的方法进行了简化,对比了两种曲线计算断裂能的优缺点,探讨了断裂能的尺寸效应。基于试验结果,分析了临界裂缝张口位移（CMODc）、临界挠度（δc）、名义断裂强度（σN）和断裂韧度(KIC)的尺寸效应。结果表明CMODc、δc、σN与试件高度H（或者跨度S）的比值,都表现出随试件尺寸的增加而减小的趋势,都具有明显的尺寸效应。根据混凝土梁断裂时的简单刚体位移假设,认为临界裂缝长度ac可以通过CMODc和δc结合试件梁的跨度（S）得到;ac与试件跨度之比不具有尺寸效应,因此可以作为一定条件下裂缝发展状态的判据。在试验的基础上,采用Abaqus中的扩展有限元方法（XFEM）,对混凝土梁的断裂行为进行数值模拟。采用试验室测得的材料力学参数,对9根几何尺寸相同、缝高比不同的混凝土梁的断裂过程进行模拟,利用Python脚本对模拟结果进行了处理。结果表明,随着裂缝的发展,断裂过程区（FPZ）在断裂韧带上存在增长、颈缩、稳定三个明显不同的阶段。根据断裂过程区宽度的变化,提出了局部断裂能沿断裂韧带上的三线性分布模型;借助三线性模型中局部断裂能的极值,探究了拉伸软化曲线中临界裂缝张口位移（ωc）的变化范围。对比了局部断裂能三线性模型和双线性模型的异同,结果表明双线性模型是三线性模型在特定情况下的退化,三线性模型更接近局部断裂沿韧带上的真实分布情况。借助模拟结果再次对CMODc、δc、ac、临界裂缝尖端张口位移（CTODc）、断裂韧度的尺寸效应进行了探讨,并与试验结果进行对比。最后,总结了本文对混凝土断裂性能尺寸效应研究的主要内容和结果,并对进一步的深入研究提出建议。