我国经济迈向高质量发展,对各类结构工程（如桥梁工程、超高层建筑、防护工程等）提出了更高的要求,这些结构不仅需承受静荷载作用,而且会承受诸如龙卷风、爆炸冲击、地震等动荷载的作用。此外,紧张的国际形势也使得我国的防护工程存在一定的潜在风险。因此,研究超高性能水泥基复合材料（Ultra-high performance cement-based composites,UHPCC）的动态力学性能具有非常重要的工程应用价值。目前,关于合理有效的UHPCC配合比优化设计理论和方法的研究报道较少,且工作性良好、钢纤维分散均匀、标准养护的UHPCC研究不充分,此外,很少有学者定量表征冲击压缩作用下的UHPCC三维损伤形态演变规律。基于上述问题,论文对UHPCC材料的制备、冲击压缩性能及其损伤演变规律进行了系统性的研究,主要工作内容与成果如下:基于优化的配合比设计理论模型与正交试验设计,可知砂胶比对固体颗粒堆积密度的影响最显著,在配合比设计优化的基础上,研究了水胶比、砂胶比对UHPCC的各项性能的影响,结果表明,随着砂胶比从0.75增至1.5,力学性能呈现先增加后减小的趋势,在砂胶比为1.25时取得最大值。采用压汞法、X-ray CT表征了UHPCC的孔结构与钢纤维三维分散程度,结果表明,随着砂胶比的增加,微观孔隙率先降低后略微增加,水胶比为0.18、砂胶比为1.25试样（M-0.18-1.25）的孔隙率（9.86%）最低,最可几孔径为4nm,介观孔结构也呈现类似的规律;掺加3%平直型钢纤维的M-0.18-1.25-S3（S3）试样的钢纤维分散最均匀。UHPCC的流动度适宜范围为245-255 mm,最优配比为水泥:粉煤灰:硅灰=5:4:1,水胶比0.18,砂胶比1.25。分析了钢纤维对UHPCC各项性能的影响,钢纤维能明显改善其力学性能与韧性。与对照组相比,随着平直型（S）钢纤维掺量从1%增加至3%,UHPCC的90天抗压强度分别增加了16.1%、24.3%、43.8%,抗折强度分别增加了5.4%、32.3%、84.8%,端钩型（H）钢纤维的增强效果优于S钢纤维。此外,混掺钢纤维能进一步改善UHPCC的韧性,掺加1%S与2%H钢纤维的UHPCC（S1H2）具有最优异的力学性能:90d抗压强度达到173.1MPa,抗折强度达43.5MPa。采用分离式霍普金森压杆研究了UHPCC的动态冲击压缩性能,结果表明,UHPCC具有明显的应变率效应,与S系列相比,H系列具有更优异的动态性能,S1H2表现出最优异的动态性能。此外,钢纤维能明显改善UHPCC的冲击韧性（EA）,论文提出了一个改进的动态增长因子（DIF）模型解析式,与试验结果具有较好的吻合度。钢纤维能明显增加UHPCC的抗多次冲击能力,在7.7m/s的冲击速率下,S3最多承受三次冲击,而H3、S1H2与S2H1试样能承受四次冲击压缩,且四次冲击后的峰值应力仍能达到145MPa左右,其中S1H2具有最佳的多次冲击压缩性能。采用X-ray CT定量表征了UHPCC的损伤程度。UHPCC的冲击压缩损伤随着应变率的提高而增加,而钢纤维能明显延缓其损伤扩展的进程,与EA值的结论一致。在第一次冲击速率为7.7m/s时,S3的损伤程度为1.49%,而H3、S1H2、S2H1的损伤程度分别为0.28%、0.13%、0.21%。此外,损伤程度随着冲击次数的增加而增加,与第一次损伤程度为0.28%的H3相比,随着冲击次数的增加,其损伤程度分别增加至3.41%、8.57%、15.76%。钢纤维的增强增韧主要与粘结力、静摩擦、滑动摩擦作用等有关,钢纤维增加了基体的微裂纹数量,释放了尖端处的应力,延缓了损伤的扩展进程,UHPCC最终的损伤形态为多缝开裂。采用多种现代分析测试手段研究了UHPCC的微结构形成机理。结果表明,粉煤灰、硅灰的微晶核效应、火山灰效应消耗了力学性能较差的Ca（OH）2,生成了更多结构致密的水化硅酸钙（C-S-H）凝胶,提高了水泥的水化程度,浆体的孔隙率降低,且孔径得到一定程度的细化,微观形貌更加致密高强。河砂与基体、钢纤维与基体的界面过渡区被致密的C-S-H凝胶填充,没有明显的微裂纹等缺陷,这也是钢纤维能充分发挥增强增韧阻裂机理的根本原因之一。