混凝土作为一种典型的准脆性材料,其内部存在微裂缝,这种微裂缝对拉应力十分敏感,破坏过程中会表现出明显的应变软化。目前存在的描述混凝土行为的模型中,微平面模型能够通过更加简单的概念、统一的参数实现对混凝土材料宏观行为微观现象的模拟。然而单纯的微平面模型很难在实际应用中实现对混凝土结构应变局部化的精确模拟,数值计算结果受网格差异影响较大。裂缝带模型将断裂能作为材料的一个基本参数,根据不同的离散网格,对应力应变软化曲线进行调整,使断裂能保持唯一。本文基于ABAQUS二次开发平台,开发了分析混凝土应力场的裂缝带模型,并将裂缝带模型与微平面模型进行结合,以期更加客观地模拟混凝土的实际开裂行为。本文的主要内容与结论如下:(1)基于ABAQUS有限元分析程序中提供的VUMAT二次开发接口,采用FORTRAN语言,开发了裂缝带子程序,用以模拟混凝土的实际开裂行为,并通过对单轴拉伸试验、四点加力缺口梁试验、无缺口梁弯曲强度试验的数值模拟,验证该程序的合理性。(2)基于等效局部化理论,利用ABAQUS提供的VUMAT子程序接口,实现微平面理论与裂缝带模型之间的耦合。主要耦合思路为:在三维模型中的每一个有限单元的每一个积分点处,均假设存在一等效局部化单元,这个单元是由混凝土特征尺寸宽度的应变软化区与弹性行为区域进行的耦合。耦合的目的是实现微平面理论与裂缝带模型的之间的等价性,降低微平面模型在数值模拟试验中的网格敏感性,从而更加真实的反映出混凝土非线性运算中的力学响应。(3)利用微平面-裂缝带耦合程序,对不同单元尺寸的试件进行单轴拉伸、单轴压缩及无缺口梁开裂的数值模拟,并与单纯微平面模型的模拟结果进行对比。试验结果表明,微平面-裂缝带耦合程序能够有效的避免应变局部化引起的有限单元网格敏感性问题,更加真实的模拟混凝土破坏过程中的非线性力学响应。(4)利用微平面-裂缝带耦合子程序,对混凝土挡墙工程实例的开裂过程进行模拟。计算结果表明,微平面-裂缝带耦合程序能够实现工程尺度问题的分析应用,同时计算结果也呈现出一定的可信性,但是程序的工程应用对于模型网格尺寸大小的要求仍然有所限制,计算效率也有待提高,仍然需要进一步的开发与优化。