混凝土结构中存在的随机分布的细观裂缝等缺陷在受到荷载作用时,聚集发展,容易导致结构的失稳破坏。混凝土作为一种准脆性材料,其非线性断裂行为的重要特征就是裂缝前沿存在相对于裂缝尺寸较大而不可忽略的断裂过程区。通常情况下,混凝土断裂过程区的形成机理非常复杂,而以往有关断裂过程区随机性方面的研究较少。因此,研究混凝土断裂过程区演化的随机特性,有利于探究混凝土结构破坏的真实原因,对于混凝土结构在施工期和运营期裂缝的分析和修复具有重要的指导意义。本文主要开展以下研究:（1）基于混凝土断裂及随机损伤演化模型,求解混凝土裂缝扩展过程中的应力强度因子和裂缝张开位移。基于起裂韧度扩展准则,通过数值迭代方法实现混凝土随机断裂全过程数值模拟,获得混凝土断裂过程区理论特性。模拟普通混凝土楔入劈拉试件和大坝混凝土、湿筛混凝土三点弯曲梁试件等不同类型试件的裂缝扩展。通过将计算的混凝土断裂特性结果与试验实测值进行对比,验证本文方法的实用性。（2）结合概率的方法,研究混凝土软化曲线的随机获取方法。模拟混凝土随机断裂全过程,计算混凝土随机断裂过程区特性,得到随裂缝扩展随机裂缝张开位移、随机黏聚力分布的变化关系,分析试件尺寸对临界裂缝张开位移、临界黏聚力分布、临界断裂过程区长度的影响,进一步计算混凝土随机能耗曲线。基于随机断裂过程区分析方法,计算普通混凝土楔入劈拉试件和湿筛混凝土三点弯曲梁试件的临界断裂过程区特性。结果表明:黏聚力曲线呈非线性分布。随裂缝的扩展,黏聚力分布的范围逐渐增大,当裂缝扩展到一定程度后,即裂缝出现完全开裂后,黏聚力分布的范围出现减小。随荷载的增加、裂缝逐渐扩展,随机裂缝张开位移曲线呈现由非线性分布逐渐趋于线性分布的趋势。临界随机黏聚力分布范围、临界随机裂缝张开位移与临界随机断裂过程区长度均随试件尺寸的增加而增大。当试件尺寸增大到一定程度时,临界随机断裂过程区长度的增大幅度渐不明显。随试件尺寸的增加,随机能耗呈增大的趋势,随裂缝的扩展,随机能耗曲线呈上升的趋势。（3）基于起裂韧度准则和Paris位移公式,建立静水压力作用下混凝土断裂全过程的计算模型,分析峰值荷载和临界裂缝张开位移对荷载-裂缝张开位移曲线的影响。通过引入随机软化曲线,建立静水压力作用下混凝土随机断裂过程区相关特性的计算模型,计算不同水压力作用下混凝土断裂过程区的随机特性。结果表明:当初始裂缝长度相同时,随静水压力的增大,试件峰值荷载、临界裂缝张开位移均减小。水压力越大,对材料造成的损伤越明显。随静水压力的增大,试件临界随机断裂过程区长度平均值与无水压情况临界随机断裂过程区长度平均值的比值逐渐减小,但减小的幅度逐渐降低。