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钢纤维混凝土(SFRC)因为其有较好的韧性、抗冲击性及耐久性，被广泛应用于民用和军事工程中。在这些工程中，SFRC结构不但需要承受静态荷载的作用，有时还需要承担动态荷载的作用，因此研究SFRC在静态和动态条件下的力学性能尤为重要。此外，纤维在混凝土基体中的桥接作用很大程度上取决于纤维的含量和方向，因此探究纤维在SFRC中的分布规律对力学性能的影响具有重要意义。
本文通过试验研究和数值仿真研究相结合的方法，对SFRC在静态和动态条件下的力学性能以及纤维分布情况进行了研究。首先通过切口梁三点弯曲试验探究SFRC静态力学性能，并通过DIC试验和电感试验探讨SFRC的破坏机理和纤维分布规律。其次，通过分离式霍普金森压杆(SHPB)试验探究了SFRC的动态压缩性能，并通过分析试件CT扫描试验结果，得出了大体积率钢纤维混凝土试件的纤维分布规律。最后，通过SHPB试验的数值仿真研究，探究了SFRC在高应变率下的破坏过程。论文的主要研究工作分以下四个方面：
（1）通过对不同纤维含量的SFRC试件进行切口梁三点弯曲试验和DIC图像处理分析，发现当纤维含量大于40kg/m3时，SFRC出现明显应变硬化现象；随着纤维含量的增加，试件的残余强度增高，混凝土拉应变区域趋于横向扩展，导致产生多条子裂纹，SFRC的韧性增强效果较明显。
（2）通过对不同纤维含量和长径比的SFRC试件行了SHPB压缩试验，发现SFRC有明显的应变率效应，其抗压强度、弹性模量和峰值应变随应变率的增加而增加。在同一纤维长径比下，SFRC的最佳纤维含量表现出应变率敏感性，而在各个纤维含量下，纤维长径比为50的SFRC在不同应变率下都表现出最佳的力学性能；此外，本文还提出了不同纤维长径比的SFRC动态增长因子模型。
（3）通过试验结果对混凝土HJC本构模型进行了修正，并用该模型进行了SHPB试验数值仿真研究。研究得出SFRC试件开始破坏的时间随着应变率的增加逐渐缩短，并且在同一时刻不同应变率下试件的破坏程度不同。
（4）通过电感试验和CT扫描试验对SFRC小梁和SHPB试验试件内的纤维分布进行了研究，得到两种试件中的纤维方向数比例分别为1.2:1.4:1和1:1:0.6，均与纤维的含量和长径比无关，并且随着纤维含量的增高，纤维在基体中的分布更为均匀。此外，通过电感试验测得SFRC试件实际纤维含量与设计含量最大误差仅6.4%，表明电感试验是一种可以很好地评估试件中纤维含量的测试方法。
本文通过试验研究和数值仿真研究相结合的方法，对SFRC在静态和动态条件下的力学性能以及纤维分布情况进行了研究。首先通过切口梁三点弯曲试验探究SFRC静态力学性能，并通过DIC试验和电感试验探讨SFRC的破坏机理和纤维分布规律。其次，通过分离式霍普金森压杆(SHPB)试验探究了SFRC的动态压缩性能，并通过分析试件CT扫描试验结果，得出了大体积率钢纤维混凝土试件的纤维分布规律。最后，通过SHPB试验的数值仿真研究，探究了SFRC在高应变率下的破坏过程。论文的主要研究工作分以下四个方面：
（1）通过对不同纤维含量的SFRC试件进行切口梁三点弯曲试验和DIC图像处理分析，发现当纤维含量大于40kg/m3时，SFRC出现明显应变硬化现象；随着纤维含量的增加，试件的残余强度增高，混凝土拉应变区域趋于横向扩展，导致产生多条子裂纹，SFRC的韧性增强效果较明显。
（2）通过对不同纤维含量和长径比的SFRC试件行了SHPB压缩试验，发现SFRC有明显的应变率效应，其抗压强度、弹性模量和峰值应变随应变率的增加而增加。在同一纤维长径比下，SFRC的最佳纤维含量表现出应变率敏感性，而在各个纤维含量下，纤维长径比为50的SFRC在不同应变率下都表现出最佳的力学性能；此外，本文还提出了不同纤维长径比的SFRC动态增长因子模型。
（3）通过试验结果对混凝土HJC本构模型进行了修正，并用该模型进行了SHPB试验数值仿真研究。研究得出SFRC试件开始破坏的时间随着应变率的增加逐渐缩短，并且在同一时刻不同应变率下试件的破坏程度不同。
（4）通过电感试验和CT扫描试验对SFRC小梁和SHPB试验试件内的纤维分布进行了研究，得到两种试件中的纤维方向数比例分别为1.2:1.4:1和1:1:0.6，均与纤维的含量和长径比无关，并且随着纤维含量的增高，纤维在基体中的分布更为均匀。此外，通过电感试验测得SFRC试件实际纤维含量与设计含量最大误差仅6.4%，表明电感试验是一种可以很好地评估试件中纤维含量的测试方法。