全级配混凝土动态弯拉力学特性是我国西部能源开发利用的高拱坝工程建设中十分迫切需要解决的重大工程关键技术问题，其研究成果对于正确评价高拱坝结构的抗震、抗爆安全度，经济、合理的设计和建设具有重要的理论和实际意义。 本文结合国家自然科学基金重大研究计划重点项目“西部高拱坝抗震安全前沿性基础科学问题研究”(90510017)，依托实际工程(小湾拱坝)，开展了混凝土动态弯拉试验技术研究，对58个采用小湾拱坝原材料制作的三级配混凝土大试件进行静动态弯拉试验研究。采用不同的初始静载(0％、40％、80％)和动态加载方式(冲击波、三角变幅波、模拟地震波)，试验研究高拱坝三级配混凝土在地震作用下动态弯拉力学特性。进行湿度条件、龄期、试件尺寸和湿筛四个主要因素对三级配混凝土静动态弯拉强度影响试验研究。采用先进的声发射技术研究三级配混凝土静动态损伤机理。探索性地建立了混凝土静动态抗拉强度微观结构机理统一模型。研究成果为高拱坝抗震设计时材料动态参数选取提供依据。 研究得到下列主要结论： (1)参照水工混凝土试验规程(DL/T 5150-2001)静载弯拉试验，采用简支梁三分点加荷法，自行设计出适合进行往复拉压加载系列装置(湿筛、三级配和四级配混凝土试件)，能够实现多种类型荷载(如冲击、三角波、正弦波以及任意波形)的施加，形成了规范的动态弯拉试验方法。 (2)试验获得了大量不同初始静载和加载方式条件下三级配混凝土动态弯拉强度、弹性模量、泊松比、起裂应力应变、极限拉伸值变化规律。研究发现三个重要的混凝土特性：1)合适比例的初始静载对三级配混凝土动态弯拉强度提高有利，但当达到上限后又随之下降，在抗震设计中，应控制初始静载比例上限；2)低周循环加载也会引起混凝土损伤累积；3)混凝土材料的损伤具有强度应变率强化与损伤劣化的双面性特性。 (3)同干态相比，湿态三级配混凝土静动态弯拉强度分别增加18％和11％，极限拉伸值分别增加11％和5％，而静动态受拉弹性模量分别减少10％和9％，泊松比规律不明显；湿度条件对三级配混凝土动态弯拉力学特性的影响很大。 (4)在长达680天龄期范围内，试验得出三级配混凝土和湿筛混凝土后期立方体抗压强度增长很大，长期强度分别为90天龄期强度的1.61和1.37倍，两者立方体抗压强度比随着龄期增加而增加，90天龄期强度比值是0.82，长期强度比值是0.96。在长达202天龄期范围内，试验得出三级配混凝土静动态弯拉强度随着龄期增长均增大，而动态弯拉强度提高因子DIF在减少，当龄期达到150天后逐渐趋于稳定至1.183；若以90天龄期混凝土强度为设计标准，三级配混凝土后期静动态弯拉强度略有增长，相对90天动强度提高因子稳定在1.27；三级配混凝土静动态受拉弹性模量随着龄期的增长也均增大，而动态受拉弹性模量提高因子却减少；当混凝土到一定龄期后，龄期对静动态极限拉伸值和泊松比影响小。 (5)三级配混凝土静动态弯拉强度具有明显的尺寸效应，尺寸为450mm×450mm×1 700mm试件与300mm×300mm×1100mm试件相比，其静动态弯拉强度分别降低10％和13％，且动态弯拉强度提高因子DIF减少，试验获得三级配混凝土静动态弯拉强度与尺寸的相关公式；采用Weibull尺寸效应律进行三级配混凝土静动态弯拉强度尺寸效应分析是可行的，基于Weibull尺寸效应律分析了三级配混凝土静动态弯拉破坏概率，确定其静动态弯拉强度标准值。 (6)湿筛混凝土静动态弯拉强度均高于三级配混凝土，两者动态弯拉强度提高因子DIF并不一致，湿筛混凝土DIF偏大，达1.26。 (7)由声发射仪监测得出，三级配混凝土静动态损伤应变阈值不同，静态约为40με，动态约为55με；三级配混凝土动态往复加载过程中存在典型的Kaiser现象；三级配混凝土弯拉试件声发射信号，随加载速率增加，平均频率降低，持续时间变长，而振幅没有显著影响；提出基于声发射信号三级配混凝土静动载作用下损伤演化一般性方程，以及相关参数试验确定方法；声发射技术是研究混凝土静动态荷载作用下损伤和破坏机理的有效手段。 (8)基于微观结构特征研究混凝土静动态抗拉强度机理是可行的，并建立了能够解释水灰比、养护条件、龄期、含水量以及不同加载速率等因素影响混凝土静动态抗拉强度的微观结构机理统一模型。混凝土静动态抗拉强度由固体材料效应(干强度+率效应)、自由水效应(毛细水吸力+Stefan效应)以及惯性效应三部分组成，各部分在不同应变率阶段影响程度不同。