混凝土材料是目前建筑工程中使用量最多的建筑材料之一,然而作为一种非均质多孔脆性材料,混凝土结构容易出现局部开裂或损伤等现象。如何减少开裂、修复裂缝成为了建筑界亟需解决的问题之一。自修复混凝土材料的出现为建筑行业提供了高效、节能、可持续发展的修复方法。本文研究了基于仿生学原理的脲醛树脂（UF）微胶囊型自修复水泥基材料的力学性能与界面特性,意在分析讨论脲醛树脂微胶囊与水泥基体之间的相互作用与影响。主要研究内容及结论如下:（1）UF微胶囊的表面形貌与力学性能研究:通过SEM分析得到微胶囊为表面粗糙且分布有不均匀颗粒的球状物质;设计了四组经过不同环境处理后的微胶囊试样用于进行纳米压痕测试,发现经过模拟孔溶液（PH=13）处理后的微胶囊力学性能最好且表现出不同的变形及回复特性。（2）水泥基复合材料试样的表面形貌及力学性能研究:设计了仅含有水泥净浆与UF微胶囊的水泥基复合材料试样。基于SEM图像、三维轮廓扫描、纳米压痕测试以及纳米划痕测试结果,发现水泥基体的力学性能远优于微胶囊,靠近微胶囊的水泥基体力学性能有所下降,两者之间存在宽度约10-15μm的力学性能过渡区,其力学性能介乎于水泥基体与微胶囊之间。微胶囊的力学性能存在位置效应,表现为靠近水泥基力学性能有所增强。（3）水泥基复合材料的界面过渡区讨论:基于纳米划痕测试、SEM&EDS能谱分析,结合现有研究推测微胶囊与水泥基之间可能存在界面过渡区。（4）水泥基对微胶囊的力学性能的特征影响研究:基于5000nm深度的纳米压痕测试结果,发现水泥基体对微胶囊的约束作用受到特征尺寸值影响,表现为达到临界特征尺寸值后,压痕点越靠近水泥基体或压痕深度越深,特征尺寸的影响越明显。（5）水泥基复合材料的有限元模拟及几何理论计算分析:建立有限元模型对水泥基复合材料中微胶囊的纳米压痕测试进行模拟,结果表明粘性行为更加符合微胶囊在水泥基体中的状态,微胶囊弹性模量的改变只影响应力的大小,压痕点位置的改变会影响曲线的走势。模拟结果与测试结果在曲线和压痕硬度上存在部分误差。建立几何模型,基于有限元模拟结果对理想状态下微胶囊的瞬时划痕深度进行,计算结果与测试结果变化趋势相近。