混凝土在实际应用中容易出现剥落、脆断等破坏,会使建筑物的防护效果大大降低。为此,将引进负泊松比纤维的概念,通过改变纤维结构的方法掺入混凝土中,探究能否使得纤维混凝土力学性能得到提高。一方面利用纤维对混凝土增韧以提高其延性,另一方面利用设计纤维的负泊松比结构,以解决纤维易拔出、拔断的问题,进一步提升纤维混凝土的延性与力学性能。基于此,对纤维进行结构上的设计,得到负泊松比纤维,将负泊松比纤维掺入混凝土中进行静动态力学性能的测试,研究结果表明:借鉴现有的负泊松比结构,得到了纤维直径比在1:3,初始包角为5°～25°下的纤维预制体,测得初始包角为10°时负泊松比效应最佳,负泊松比值最大为-1.35。将其以短切和层布两种方式掺入混凝土中,所得拉胀纤维混凝土抗压强度相比普通混凝土分别提高11.5%、18.5%,劈裂强度分别提高43.2%、33.1%,抗折强度分别提高24.9%、2.4%。动载试验表明,拉胀纤维混凝土的抗压缩冲击强度分别提高18.7%、19.1%,冲击断裂能分别增加11.4%、25.8%;落球冲击试验表明,层布拉胀纤维混凝土的抗冲击破坏能是普通混凝土的5～9倍。通过数字散斑相关方法软件分析可得,拉胀纤维的层布可以明显降低混凝土在压缩中产生的横向膨胀;层布拉胀纤维混凝土在相同弯曲荷载下产生的应变最小,具有良好的完整性。通过计算可知,两种拉胀纤维混凝土的泊松比值相较于普通混凝土可分别降低13.9%、22.8%。同时利用ABAQUS有限元软件进行模拟,纤维预制体相同直径比下,与纤维的拉伸试验所得泊松比值误差仅为1.5%。纤维混凝土的三点弯曲有限元模型中,拉胀纤维混凝土表现出更好的延性,且模型位移云图与试验所得挠度值及数字散斑相关方法得到云图的位移大小以及位移的变化基本一致。