针对混凝土损伤力学由于塑性自由能的物理机制模糊不清而裹足不前的困境，本项目开展了以下几方面的研究：抽象细观方面，寻求弹塑性自由能的简化直观表示，探索细观弹簧的随机断裂规律，得到宏观损伤变量的随机演化函数。具象细观方面，寻求弹塑性自由能的细观直接描写，从细观弹性应变能推导宏观弹塑性自由能，寻找具有细观力学基础的宏观损伤演化规律。将细观模型植入宏观损伤理论框架，构建完整的3维弹塑性随机损伤本构关系，发展隐式、半隐式回映积分算法。为非线性随机结构分析中采用的代表性样本点的选择，构造点群识别算法。尝试将随机本构用于随机结构。开展钢管混凝土构件试验作为对照。 本项目从细观角度揭示了塑性自由能的物理本质，避免了目前尚难以实际开展的非连续介质有限元分析，为弹塑性自由能给出了便于使用的半解析表达式。抽象细观自由能函数具有明确的物理意义而令人信服，为本构关系奠定了更为坚实的科学基础，为发展多尺度随机损伤力学提供了一条新的途径。本项目通过对微裂缝扩展与摩擦的抽象细观描述，合理反映拉、剪、压不同损伤机制，建立起公开发表的文献中首个全面反映混凝土单边效应和约束效应的本构模型，为混凝土结构（随机）非线性分析提供了有力的基础理论和实用工具。本项目的点群识别算法可减少所需代表点的数目，因而有助于控制今后大规模开展随机结构分析的计算量。