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混凝土具有承载能力高、造价低、施工方便的优点,同时也具有材料自重大、抗拉强度低的不足。由于混凝土结构破坏属于脆性破坏,一旦发生将造成巨大的经济和财产损失。为了预防混凝土结构脆性破坏的发生、降低由于混凝土的脆性破坏所引起的损失,深入了解混凝土材料的基本力学性能和材料的破坏机理十分重要。混凝土断裂破坏形式主要有张开型破坏（Ⅰ型破坏）、滑开型破坏（Ⅱ型破坏）和撕开型破坏（Ⅲ型破坏）三种。由于Ⅰ型破坏裂缝在工程中最危险,因此研究混凝土断裂性能主要以Ⅰ型断裂破坏的研究为主。由于断裂过程区的存在,混凝土材料表现出与其他脆性材料不同的非线性断裂行为。在用来解释混凝土断裂行为的一系列模型中,黏聚裂纹模型是应用最广泛的模型之一。因此,作为应用黏聚裂纹模型的前提,混凝土的拉伸软化曲线（Tension Softening Curve,TSC）成为了混凝土断裂性能研究的重点。由于直接求解混凝土的TSC的单轴拉伸试验法、J积分法无法得到可靠的结果,逆分析法成为了唯一可行的方法。作为逆分析法之一的“逐点位移匹配法”（Incremental Displacement Collocation Method,IDCM）,因其在TSC的每个坐标点处都同时考虑了试件的整体响应和局部响应,降低了“逆分析法”的不适定性,成为了求解混凝土TSC的首选方法。为了观察裂缝在混凝土断裂过程中不同阶段的扩展状态,同时为确定混凝土的TSC提供充足的数据,试验过程中采用了电子散斑干涉技术（Electronic Speckle Pattern Interferometry,ESPI）和数字图像相关（Digital Image Correlation,DIC）技术记录试件表面的变形。通过不同强度、不同尺寸试件的三点弯曲试验,得到了各混凝土试件断裂破坏过程中的荷载-位移曲线。由ESPI和DIC得到的荷载-位移曲线的对比得出,DIC可以应用于混凝土三点弯曲断裂试验的全过程,且精度较高,而ESPI在试验前期精度较高,后期误差逐渐增大,不宜全程使用。基于ESPI和DIC技术对同一试件表面变形测量结果的对比分析,给出了降低ESPI和DIC测量误差的建议。通过对ESPI和DIC云图的分析,得到了不同时刻裂缝扩展长度和裂缝形状,并总结了混凝土断裂破坏过程中裂缝的扩展规律。试验现象表明,混凝土裂缝起始于预制切口尖端,并向上部支座方向扩展,当裂缝尖端处遇到粗骨料时,裂缝总是沿着能量消耗最小的路径扩展,完整的断裂过程区呈狭长的带状。在混凝土三点弯曲试验的基础上,计算了不同强度混凝土断裂表面的骨料断裂率,分析了骨料断裂率与各混凝土断裂参数之间的关系。由分析可知,混凝土骨料的断裂率随混凝土强度的提高而增大,且逐渐趋近于50%;混凝土断裂参数CMODc、CTODc和wc受混凝土骨料断裂率的影响较小;混凝土断裂能随混凝土骨料断裂率的提高先增大后减小,在骨料断裂率约为42.9%时,达到最大值。采用IDCM构建了混凝土TSC,并通过荷载-位移曲线和断裂能对IDCM的可行性进行了验证,并结合已有试验结果,分析了混凝土材料各参数与试件尺寸的关系。结果表明,采用IDCM能够构建出更准确的混凝土拉伸软化曲线;混凝土的拉伸软化曲线受试件尺寸的影响较小,而随着试件强度的提高,混凝土临界裂缝宽度wc呈减小的趋势;混凝土CTODc受试件尺寸和混凝土强度的影响较小,可以作为混凝土的基本材料参数,而混凝土断裂能GF、峰值荷载Pmax,以及峰值荷载处的CMODc和δc都受试件尺寸和混凝土强度的影响较大。其中CMODc在跨度大于600 mm时基本保持不变。