混凝土是建筑领域的主导型材料,在普通民用建筑、桥梁隧道、水利枢纽和核反应堆等重大工程结构中发挥着支撑性作用。相较于钢材等其它建筑材料,混凝土表现出了较为优异的耐高温性能,但其力学性能仍受高温的影响较大,高温对混凝土力学性能影响的研究目前主要集中在以火灾为背景的高温环境。混凝土烟囱、高温设备的支撑结构、工业冷却塔以及部分高温工业厂房在正常使用阶段会受到由常温至150℃左右的循环作用,即亚高温循环,在该温度区间的升降温循环是否会影响混凝土的力学性能和耐久性等,目前尚未有充分的试验数据和理论研究支持。基于此,本文开展了在常温至亚高温(150℃~200℃)循环环境下混凝土的力学性能试验和数值模拟研究,主要内容包括:1、开展了不同强度混凝土的单轴受压试验。三批混凝土轴心抗压强度等级范围约为20 MPa~70 MPa。通过试验记录不同强度的混凝土在不同次数亚高温循环作用下的表观特征变化情况,通过单轴受压试验获取弹性模量、抗压强度、峰值应变和泊松比等力学参数随亚高温循环次数的演变规律,研究亚高温循环对混凝土宏观力学性能的影响;根据实验数据拟合了抗压强度和弹性模量等力学参数随亚高温循环次数变化的预测公式。2、开展了两种不同骨料体积分数的模型混凝土单轴受压试验。将混凝土试件的力学模型进行简化,研究不同骨料体积分数下材料力学性能随亚高温循环次数的变化规律,对比研究两种骨料体积分数的模型混凝土受亚高温循环作用的影响效应;基于图像处理技术(DIC)对试验过程中混凝土裂缝进行跟踪分析,研究亚高温循环作用导致混凝土破坏的机理,从混凝土材料组分层面研究亚高温循环对各相性能的影响。3、进行了细观混凝土模型的热力-耦合分析。建立模型化混凝土的细观模型,从细观层面研究在亚高温循环作用下骨料、砂浆和界面过渡区的损伤演化和应力发展等情况,从数值模拟的角度,进一步探究亚高温循环作用对混凝土各相力学性能的影响机理。综合上述实验和数值模拟研究,本文系统建立了混凝土力学性能随亚高温循环作用的演变规律,从宏、细观等尺度揭示了亚高温循环导致混凝土力学性能退化的作用机理,研究成果对于循环于亚高温条件下的混凝土结构的力学行为分析和预测具有较大意义。