混凝土作为世界上应用最广的建筑材料,从宏观尺度至细观尺度,乃至微观尺度,其力学行为一直是科研人员所关注的热点。近年来,随着近代细观力学理论及计算机技术的快速发展,研究人员开始借助细观数值模拟对混凝土的细观力学行为进行更深层次及更大规模的研究。由于混凝土的宏观力学特性受其细观结构的控制,所以基于细观尺度的研究,能加深对混凝土宏观变形、破坏的认识。与传统的物理试验相比,混凝土细观数值模拟不仅可以避开物理试验主观失误带来对结果的影响,还可以很直观地反映混凝土细观损伤退化的全过程。因此,细观数值模拟已成为描述混凝土细观结构对宏观力学特性影响的有效手段。对于混凝土细观损伤行为的数值模拟,其核心在于采用合适的本构模型。目前,研究人员对混凝土的细观本构模型进行了大量的研究,提出了许多本构模型。虽然它们都能在一定程度上描述混凝土的某些细观力学特性,但也都存在一些局限性。如描述的单元没有综合考虑界面过渡区的影响,或者缺乏考虑混凝土内部多相结构分布的随机性影响等。因此本文提出一种考虑混凝土结构随机性的随机损伤本构模型。另一方面,目前混凝土细观数值模拟采用的数值方法主要集中在有限单元法。和传统有限元法相比,物质点法作为一种新型无网格数值方法,采用质点离散材料区域,因而可以方便的利用混凝土细观数字图像的像素点信息进行建模,同时可以在数值计算时避免传统有限元法在大变形情况下的网格畸变。综合以上分析,本文从细观角度出发,将混凝土视为由骨料、砂浆和界面过渡区组成的三相细观结构,并基于该结构,以随机双级配骨料试件为主要研究对象,研究该随机本构模型,并基于物质点法编制了一套数值模拟程序用以进行一系列数值模拟试验研究,主要内容如下:（1）基于Monte Carlo模拟方法,考虑混凝土的三相细观结构,提出了一种构建随机椭圆骨料的混凝土细观几何模型的方法,然后在该几何模型的基础上,进一步提出一种进行快速建立混凝土细观物质点模型的方法。根据几何模型和数值模型的比较可知,该套方法可良好地表征混凝土三相细观结构的各相信息。（2）基于Weibull强度理论,提出一种随机损伤本构模型,用来反映混凝土内部三相细观结构的随机损伤行为。并以MATLAB为计算平台,自主编制了非线性有限元程序,对该模型进行有效性的验证,并对模型中的重要参数进行敏感性分析来进一步研究该本构模型的描述能力。结果表明,该本构模型可较好反映混凝土的宏观和细观力学行为,并良好再现损伤在混凝土内部的发展及演化情况。（3）利用MATLAB自行编制的物质点法程序,基于生成的随机骨料细观物质点模型,结合所提出的随机损伤本构模型,进行了随机椭圆骨料单轴拉伸及单轴压缩数值试验,以及双骨料单轴拉伸试验。模拟结果表明:物质点法可较好地结合本构模型的特点反映混凝土的宏观力学响应,及细观损伤变化。通过其宏观力学行为及细观图像结果可知,物质点法也适用于模拟混凝土细观结构,对其宏观力学特性及细观破坏演化进行研究分析。综上所述,本文针对混凝土细观数值模拟问题,提出了一种进行快速建立混凝土细观物质点模型的方法,建立了混凝土细观数值模拟的随机损伤本构模型,并进一步提出了相应的物质点细观数值模拟方法,最后编制了相应的物质点程序进行数值模拟分析,研究结果表明,所提出的本构模型与数值方法可良好捕捉混凝土细观变形及破坏行为,能为模拟混凝土三相细观结构的损伤行为提供一种新的途径。