为了精准测量受压混凝土内部应力-应变关系，通过在丙烯酸树脂杆上布置电阻式应变片，测量得到混凝土试块内部应变，研发大量程微型土压力盒实现混凝土内部应力测量。将相关测试装置预埋在混凝土试块内部，完成混凝土试块单轴压缩试验，获得精准的混凝土内部应力-应变关系数据。结果表明，混凝土内部本构模型相对于传统本构模型具有良好的延性，且峰值强度远高于传统本构模型。结合国内外几种具有代表性的混凝土本构方程对试验进行了有限元模拟，针对应力-应变曲线、峰值强度及峰值应变进行了对比分析。分析结果表明：实测的混凝土内部应力-应变曲线合理准确，相关测量方法具有良好的精度和可行性；基于我国规范模型的有限元模拟结果与试验结果吻合最好，可进一步推广使用。