在结构工程中,混凝土材料的动力力学性能对工程结构抵抗动力荷载具有重大的意义,赤铁矿混凝土作为常用的防辐射结构材料被广泛应用于核电站的建设,此类问题都归结于对混凝土材料动力力学性能的研究,本文尝试通过实验了解赤铁矿混凝土承受冲击荷载的率相关效应,并利用颗粒元进行数值模拟,得到了相关的结果。1.本文设计一批赤铁矿混凝土梁,采用落锤冲击试验机通过改变落锤的高度和质量,在不同应变率冲击工况下对试件进行三点弯曲动力试验,以获取试件的各种力学参数时程曲线。2.通过采用高速摄像仪,对试件破坏全过程进行追踪,并对应变率和赤铁矿混凝土抗弯拉强度、峰值应变、破坏形态之间的关系进行了分析,研究了赤铁矿混凝土的率相关效应,在弹性冲击工况下,获得了赤铁矿混凝土固有频率f=2100 Hz,阻尼比ζ=2.8%;在破坏冲击工况下,所得应变率范围为1.1s-1-5.1s-1,分析结果证明:随着冲击能量的加大,混凝土峰值荷载和应变增长速率增大,相同高度下,冲击持续时间基本相同,相同质量下,冲击持续时间随着落锤高度的增加有所减小。动力荷载增长系数DIF大致在1.5-3.0之间,赤铁矿混凝土弯拉强度DIF略高于普通混凝土单轴抗拉强度DIF,这表明了赤铁矿混凝土较普通混凝土有更加明显的强度敏感性。3.本文通过采用离散元软件PFC 2D对落锤冲击系统进行了数值模拟,利用赤铁矿混凝的的基础性试验结果对梁进行了参数标定,本文对比了试验和模拟的数据,综合分析了在不同应变率下,试件的损伤和断裂过程,以及赤铁矿混凝土冲击破坏规律。4.利用颗粒流软件PFC2D对赤铁矿混凝土冲击全过程进行了追踪,得到了起裂和破坏所对应的时刻,结果证明:采用应变时程数据进行梁的断裂分析得出的起裂时刻和破坏时刻基本与摄像仪断裂分析结果基本一致,这证明了试验数据分析方法的科学性。最后,本文对赤铁矿混凝土梁进行了高速冲击模拟计算,预测结果表明:赤铁矿混凝土梁在高应变率荷载作用具有和低应变率荷载作用类似的率相关效应。