深部地下工程中长期面临施工爆破扰动和冲击地压灾害等动态冲击荷载的影响,现有的混凝土支护结构由于支护材料的力学特性,在动态荷载作用下难以保证地下空间的安全性和适用性,亟需一种能在冲击荷载条件下保证地下空间安全性的新型支护材料。本文研究了一种纤维增韧的以地聚合物为基体的复合材料（FRGC）,该材料在准静态荷载条件下已被证明具有良好的拉伸特性,能够产生大变形并保持较高的支护强度。本文在验证其准静态力学性能的基础上,针对三个重点配比影响因素对材料进行了基于分离式霍普金森压杆（SHPB）试验的动力学性能研究,并分析材料在试验中各项力学性能;通过数值模拟计算验证了用于模拟材料的HJC模型参数,分析了材料配比因素与模型参数的关系,并将模拟计算结果与实验结果进行对比,验证了数值计算模型的有效性。主要研究内容及成果如下:（1）选择粉煤灰/矿渣比、纤维长度、纤维掺量为材料配比影响因素,设计三因素三水平正交试验,按照实验配比制备聚乙烯醇（PVA）纤维增韧地聚合物复合材料,分别进行单轴压缩和拉伸实验,分析了材料在静态力学荷载作用下的强度、应力-应变关系、能量吸收能力、破坏形态等特性。研究表明,选取的三个影响因素均对材料静力学性能有显著影响,材料在压缩和拉伸荷载条件下表现出与现有研究相似的力学特性,证明材料选取和制备工艺满足实验要求。（2）根据正交试验设计,对地聚合物复合材料进行了动态压缩和动态劈裂试验,通过入射杆和透射杆应力波数据和高速摄像分析了材料的动力学特性和破坏特征。研究发现,在动态压缩和劈裂拉伸荷载下,所选取的三个影响因素均对材料动态压缩、劈裂力学性能、能量吸收有显著影响,材料均表现出明显的应变率敏感性,强度和能量吸收能力均随应变率提高出现显著增大,其中三个应变率水平下的压缩强度平均动态增强系数（DIF）分别为1.90、2.14和2.44,劈裂强度平均动态增强系数分别为2.98,3.64和3.93。（3）利用电镜扫描（SEM）对SHPB实验后的试样碎块表面进行观察,分析不同配比、不同加载气压对试样破坏和裂缝发展过程中的细观影响。观察发现:粉煤灰/矿渣比例对基质体材料的最终水化产物影响较为显著;材料应变率敏感性的细观原因为纤维与基质体的相互作用过程在不同应变率水平下的差异,主要体现在纤维断裂截面、纤维表面附着的基质体碎屑密度、纤维自身结构完整性上;由试样制备过程中产生的缺陷以及纤维占用基质体空间而形成的缺陷对材料的动态强度及损伤过程也有重要影响,并且在压缩和劈裂拉伸实验中纤维与基质体的作用过程也有显著不同。以上因素也是数值模拟试验中通过参数控制材料性能的主要因素。（4）根据纤维增韧地聚合物材料的特性引入纤维特征参数Kf和动态增强系数DIF对HJC模型方程进行修正,分析了SHPB试验中各材料影响因素与HJC模型参数的关系,并进行了材料的动态压缩和劈裂模拟实验,得出HJC模型关键参数与材料配比因素之间的关系,并与普通混凝土材料的模拟试验结果进行了对比。计算结果显示:所建立的模型及选取的材料模型能够有效模拟SHPB实验过程,其中确定的HJC模型参数也能够较好的模拟纤维增韧地聚合物材料的破坏过程,模拟计算得出的材料应力-应变曲线、能量吸收曲线均与SHPB实验结果能够较好的吻合。材料的应变率效应、纤维增强效果和基质体配比主要由HJC模型中的参数A、B、C、N控制。纤维增韧地聚合物材料在动态荷载条件下在强度和能量吸收能力方面均有较大优势。本文共有图61幅,表24张。