混凝土渗透率是混凝土耐久性设计与评价的重要指标之一,因此,对混凝土渗透率进行研究显得十分必要。在细观尺度下,混凝土是一种多相非均质复合材料,且由于浇筑工艺等因素内部存在一定量的初始缺陷。为探究初始缺陷对混凝土渗透性能的影响规律,首先按照初始缺陷形态将其划分为孔洞缺陷和裂隙缺陷,基于细观夹杂理论建立了砂浆二相细观渗透模型,并对砂浆的渗透率做出了理论预测,在此基础上分别考虑孔洞率与裂隙密度对砂浆渗透率的影响。基于随机骨料模型建立二维三相混凝土细观几何有限元数值模型,对混凝土几何模型进行细观渗流模拟,并分别讨论了混凝土细观结构参数对渗透率的影响。论文主要工作及结论有:(1)建立砂浆二相细观渗透率预测模型。将砂浆视作由零缺陷基体与初始缺陷复合而成的二相非均质材料,缺陷按照其形态可划分为孔洞缺陷与裂隙缺陷,分别将孔洞缺陷、裂隙缺陷及组合缺陷与零缺陷基体等效成为等效砂浆,建立不同缺陷下二相细观等效砂浆渗透率预测模型。将模型预测结果与数值结果进行对比,验证了理论模型的有效性。基于模型探讨了孔洞率、裂隙密度对砂浆渗透率的影响规律。(2)基于随机骨料模型,生成骨料含量分别为20%、30%和40%的三相混凝土细观几何模型,将生成模型与规范进行对比,结果表明,模型的骨料含量和不同粒径范围内骨料个数均在规范要求范围内,证实了论文中采用的随机骨料模型生成程序的可靠性。建立不同骨料含量下二维圆形随机骨料模型,导入有限元数值模拟软件进行细观渗流模拟,将模拟结果与细观理论进行对比,验证了模拟方法的有效性。(3)基于正交试验,探讨了骨料含量、形状和级配,界面过渡区厚度及渗透率、孔洞缺陷及裂隙缺陷含量等细观结构参数对渗透率的影响规律。研究表明,骨料含量对混凝土渗透率影响最显著,骨料形状影响不显著;混凝土渗透率与骨料含量、界面过渡区厚度及渗透率等细观参数呈现负相关的关系,与缺陷含量呈现正相关的关系。