现有工程结构随着重复荷载的施加及外界环境的影响,其表面及内部出现对结构损伤较大的缺陷(例如:孔洞、裂纹等),这些缺陷的存在严重影响到结构的稳定性。而裂纹是混凝土结构中较为常见的缺陷,已有裂纹在荷载(静力荷载和动荷载)作用下进一步扩展,最终导致结构的失稳破坏。结构中存在的裂纹数目、裂纹角度等存在较大差异,导致其破坏模式产生差异。因此,研究含裂纹水泥基脆性材料动、静力学特性、裂纹间相互作用机制及其破坏模式对采取有效的止裂措施,保证结构的安全稳定具有重要的意义。本文通过对含裂纹水泥基脆性材料进行变速率单轴压缩试验,综合分析不同应变速率下含裂纹水泥基脆性材料抗压强度、应变场演化规律、能量演化规律和分形特征,并通过PFC数值模拟,完善其静、动态力学特性研究,主要得到以下结论:(1)通过室内试验对含预制裂纹试样进行变速率单轴压缩试验,结果表明:其静力学特征表现为,随着裂纹倾角的增加,抗压强度不断升高;动力学特征表现为,裂纹倾角相同时,随着应变速率的增加,抗压强度不断升高。(2)采用CCD相机监测裂纹演化规律,得到含预制裂纹静力学特征为,随着裂纹倾角的增加,试样破坏过程中产生裂纹倾角逐渐平行于轴力方向,且主裂纹逐渐由预制裂纹尖端产生的裂纹转移至试样边缘产生的远场裂纹。动力学特征为,相同裂纹倾角时,随着应变速率的增加,预制裂纹试样产生的远场裂纹逐渐增加。(3)利用数字图像相关方法(DIC)对含预制裂纹试样应变场进行分析,得到单轴压缩下试样应变场的演化规律。结果表明:试样破坏主要受径向应变控制;(1)静力加载条件下,裂纹倾角的增加,预制裂纹尖端对试样径向应变场的影响逐渐减小,试样径向应变云图逐渐接近完整试样的径向应变云图。(2)动力加载条件下,相同裂纹倾角时,随着应变速率的增加,径向应变对试样的影响逐渐增加,剪应变对试样的影响逐渐降低。(4)预制裂纹试样静、动态力学作用下能量演化规律主要为:(1)静力学特征为,随着裂纹倾角的增加,总能量、峰前积聚能和峰后耗散能随着裂纹倾角的整体呈现上升趋势;(2)动力学特征为,相同裂纹倾角时,随着应变速率的增加,总能量、积聚能和耗散能整体呈上升趋势,主要原因为,试样破坏时,产生的远场裂纹逐渐增加,且试样产生主裂纹逐渐平行于轴力方向,裂纹扩展路径较长且曲折多伴有次生裂纹发育,裂纹扩展所需表面能大幅上升。(5)运用PFC数值模拟软件,结合室内试验,分析得到,预制裂纹的倾角、数目和长度都是导致试样力学性能劣化的主要因素,在实际工程中需对产生裂纹的几何形态进行综合分析,采取合适的止裂措施。