Los crecientes requisitos de rendimiento material en las estructuras de ingeniería modernas han puesto a los compuestos cementosos ingenierizados (ECCs) en el centro de atención de la investigación en ingeniería civil. Las excepcionales habilidades de tracción, flexión y control de fisuras de los ECCs han despertado un interés significativo. Sin embargo, la investigación actual sobre el comportamiento mecánico de los ECCs se centra principalmente en las relaciones constitutivas uniaxiales de tracción y compresión, dejando un vacío en forma de un modelo constitutivo multidimensional integral que pueda describir completamente su comportamiento complejo a grandes deformaciones. Este estudio aborda rigurosamente esta brecha al investigar inicialmente el comportamiento uniaxial de tracción y compresión de los ECCs a través de experimentos y establecer una relación constitutiva unidimensional de los ECCs. Luego introduce los conceptos de tasa de liberación de energía de daño y deformación equivalente de energía, y construye un modelo constitutivo tridimensional de los ECCs al introducir la función de variable de daño. Escribimos el algoritmo numérico de nuestro modelo teórico en términos de la subrutina VUMAT e implementamos en el software de elementos finitos ABAQUS 2019. Validamos la precisión y practicidad del modelo constitutivo multidimensional al comparar los datos experimentales de tensión/comprensión uniaxial y flexión a cuatro puntos. Este artículo enriquece el sistema teórico de los ECCs y proporciona una guía rigurosa para la optimización del rendimiento y la aplicación práctica de estos materiales de ingeniería avanzados.