作为一种准脆性材料，混凝土的开裂行为及破坏机理一直是力学、材料学和土木工程学科的研究热点和难点。数值仿真技术的兴起为研究者提供了强有力的工具来模拟材料细观性能与宏观现象之间复杂的关系。通过数值仿真再现物质世界中的各种现象，一方面可以使人们对其过程有深入了解，另一方面，也可以检验、校正人们对事物本原认识（基本原理、假设模型）上的偏差。数值仿真技术既是研究的工具，也是检验的手段。沿着这一方向，本文通过数值仿真技术研究了混凝土的开裂行为及破坏机理。主要内容如下： ⑴借助数字图像处理技术对真实混凝土试件截面进行图像处理，得到具有重要原始信息（位置、形状、尺寸）混凝土数值模型。其次，在细观分析基础上，将混凝土分为骨料、硬化水泥浆体及界面过渡区三相介质材料；对各相材料细/亚细观结构进行了考察，提出了细观各相本构关系。最后，将这些本构关系赋予具有真实混凝土内部信息的数值模型，建立了基于微观结构，具有真实物理背景的细观损伤数值试件。 ⑵通过系统安排，一方面对数值试件进行仿真分析，另一方面对真实试件进行加载试验，以混凝土单轴拉、压试验来校正数值试件参数。在校正基础上对混凝土的重复加载试验进行数值仿真，并对重复加载过程中的能量耗散问题进行了讨论。然后，将混凝土数值试件外推至二轴受力状态，进行了二轴拉/拉、二轴拉/压以及二轴压/压的数值仿真，并与真实试验结果比较。基于上述数值试件，对混凝土材料中随机性的影响问题进行了初步研究。 ⑶为解决具有真实混凝土内部信息的数值试件获取不易，数量不多的缺点，同时考虑到目前绝大多数的研究是建立在人工算法生成的数值模型上，本文也采用常用的算法生成一批数值模型，将本文建议的细观三相介质本构关系结合人工算法生成的数值模型进行了研究。考察人工算法生成的数值试件与具有真实混凝土内部信息数值试件之间的差别，以判断现有研究成果的可信度。