近年来,随着我国高寒地区工程建设的发展,水泥混凝土冻融破坏方面的研究越来越受到重视。特别是由于地震、爆炸、交通工具意外撞击等冲击荷载引起的混凝土结构破坏的事例与日俱增,冻融混凝土的抗冲击性能研究已成为土木工程结构中亟待解决的重要课题。鉴于该项研究尚处于探索阶段,本文主要利用数值模拟的方法,深入研究冻融混凝土材料不同应变速率下的动态力学性能。本文首先对不同强度以及冻融循环次数下的混凝土材料微观模型进行有限元分析,建立混凝土塑性损伤模型,综合考虑温度场、热应力等各方面参数,通过数据分析及拟合,得出C30、C40两种强度混凝土随冻融次数增加呈现出的应力、应变、损伤度变化规律,并将其与实际室内冻融试验作比较,验证该模拟方法的可行性。SHPB试验作为一种研究混凝土冲击荷载下力学性能的常用试验方法,其适用性也是得到了广泛的认可,本文将采用有限元动力学软件LS-DYNA模拟几种冻融前后混凝土试件的SHPB试验,分别采用四种不同的子弹撞击速度,从而获得几组试件在不同高应变率条件下的应力-应变曲线、损伤演化规律和破坏准则。文中详细阐述了模型的建立过程、材料参数的选取、接触关系的定义、模型网格划分等,并简单介绍了几种常用的混凝土动力学本构模型,以及本文所采用的HJC模型各项参数的定义。将模拟结果与参考文献中试验数据进行比较,结果表明该本构模型适用性较好,能对冻融后混凝土材料的抗冲击荷载性能进行有效预测。为了研究水泥混凝土冻融损伤与高应变率共同作用下的动态效应问题,本文采用PFC离散元软件建立了用于单轴压缩计算的微观模型,施加6种不同的压缩速率,计算出不同应变速率下冻融混凝土的动态反应结果,并拟合出初始模量及抗压强度的曲面方程,并绘制出莫诺图,以此反算出离散元模型的微观参数。参考室内试验数据,结合不同应变率、冻融循环次数与初始模量、抗压强度参数的曲线关系,拟合出C30、C40、C50、C60混凝土两参数在共同作用下的曲面。