混凝土是典型的非均质材料，其不均匀性主要源于以下因素：①它是由水泥砂浆、不同级配的骨料，按一定配合比组成的多相介质复合材料；②其骨料在空间位置的分布，各级配骨料的尺寸、形态、排列方向及各相介质强度的空间分布等都具有随机性；③在浇筑和硬化过程中必然存在微裂纹、孔穴等初始缺陷，其空间分布具有随机性。
大坝混凝土因其含大尺度粗骨料，通常按3～4级的多级配骨料配合，使其不均匀性较一般混凝土更为突出。
与均匀的金属材料不同，混凝土材料承载后的破坏过程实际是在各相介质相互作用下微裂纹的萌生、扩展以致形成宏观裂纹，最终导致失效破坏的过程。
大量单轴试验表明，混凝土的破坏过程可大致分为以下三个阶段：
（1）起裂阶段。在受压受拉时分别达到30%～40%和60%极限强度前，在骨料和水泥砂浆界面薄弱部位的孤立点开裂，使应力集中释放而后恢复平衡，因损伤释放能量很少，应力—应变关系呈线弹性特征。
（2）裂纹平稳扩展阶段。随着荷载增加，裂纹主要是受拉扩展并开始形成亚临界扩展过程区。骨料和砂浆面咬合作用减弱，可能有相对滑移而使裂纹扩展至砂浆内。此阶段较短，受拉时更甚。应力—应变关系呈非线性特征。
（3）形成宏观裂纹不稳定扩展阶段。当众多微裂纹相互贯通，形成控制强度的宏观裂纹，并不稳定扩展至最终失去承载能力。应力—应变曲线呈现下降的软化特性。(www.xing528.com)
混凝土材料的非线性特性是两大主要的能量耗散机制的结果（Ortiz，1985），即内部微裂缝的产生、扩展和交汇与微裂缝界面的摩擦滑动。微裂缝的产生、扩展和交汇会引起刚度降低、应变软化（即损伤）；微裂缝界面的摩擦滑动会产生不可恢复变形。由于这两方面的影响，使得混凝土材料具有以下非线性特征：
（1）峰值应力后存在明显的刚度退化和强度软化。
（2）有侧限（如双轴受压应力状态）时材料强度和延性明显增大。
（3）双轴拉压应力下受压强度降低，即所谓的拉压软化效应。
（4）变形超过一定阈值后，完全卸载后存在不可恢复变形等。
（5）单边效应。拉和压应力状态下材料强度和变形特性明显不同。由拉反向受压裂缝闭合，刚度恢复。
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