鋼纖維混凝土是由細骨料、粗骨料、水泥以及亂向分布的鋼纖維組成的一種多相非均質復合材料。由于鋼纖維的阻裂、增強效應，使得鋼纖維混凝土具有非常優(yōu)越的力學性能和抗侵徹性能，從而在防護工程中得到了日益廣泛的應用。劉永勝等人采用實驗、理論分析和數值模擬相結合的方法對鋼纖維混凝土的力學性能和抗侵徹機理進行了研究。 首先介紹了鋼纖維對混凝土的增強機理，根據鋼纖維混凝土實驗應力應變曲線的基本特性，從微裂紋、微孔隙的生成和發(fā)展的角度出發(fā)，將混凝土的損傷演化過程分為預存微裂紋階段、微裂紋的起裂階段、微裂紋的穩(wěn)定擴展階段和不穩(wěn)定擴展階段，針對不同的階段分析了鋼纖維對混凝土的增強原理。并從復合材料力學、斷裂力學、界面力學的觀點出發(fā)，闡述了鋼纖維混凝土的增強、增韌機理。 接著我們對鋼纖維混凝土開展了動靜態(tài)力學性能實驗。實驗表明鋼纖維混凝土是一種應變率敏感材料，具有明顯的應變率增強和纖維增強增韌效應。在實驗應力應變曲線的基礎上，分析了鋼纖維含量和應變率對材料強度及材料力學行為的影響，并提出了一種包含材料纖維增強效應和應變率增強效應在內的含損傷本構關系。 侵徹實驗是研究材料抗侵徹性能最基本的手段之一。本文利用口徑為37mm的滑膛炮對鋼纖維體積含量為0.0％、3.0％、6.0％的鋼纖維混凝土靶板開展了侵徹實驗。實驗測得了侵徹彈的剩余速度，觀察到不同鋼纖維含量靶板的破壞形態(tài)。侵徹實驗表明鋼纖維混凝土具有很好的抗侵徹性能，其抗侵徹能隨著鋼纖維含量的提高而提高 基于空腔膨脹理論，對球頭桿彈侵徹鋼纖維混凝土靶板進行了工程近似分析。通過土盤模型和浮動鎖應變假定，采用HJC(Holmquist-Johnson-cook)本構模型，求解了剛性桿彈侵徹混凝土靶的動力學方程，由于HJC的強度模型中考慮了鋼纖維體積含量、靜水壓效應和應變率效應，狀態(tài)方程采用了分段式體積壓縮關系，因此計算結果與實驗結果吻合較好，同時還討論了初始彈速、鋼纖維含量等參數對侵徹深度的影響。