我国作为工业大国,对钢铁的需求量很高,因此,在炼钢制钢的过程中就随之产生了大量钢渣,而这些钢渣如果不能进行充分利用,既占用土地,也会对环境造成污染。目前黄河上的备防石主要以天然石块为主,而国家也越来越保护天然资源,禁止乱开乱采的行为,因此黄河护坡领域急需寻找一种新材料代替天然石材。本文针对黄河抢险的备防石急需寻找一种新材料,而钢渣作为一种工业炼钢废渣得不到综合利用,把两者结合考虑,选用钢渣作为备防石的主要原材料。通过室内试验和有限元软件模拟相结合的方法,研制了一种新型复合结构的备防石。主要研究工作如下:(1)通过材料基本性能试验,研究了主要原料钢渣、粉煤灰、水泥、废旧轮胎橡胶颗粒的基本物理特性;设计了9种不同配方的钢渣芯,通过击实试验及无侧限抗压强度试验,确定了钢渣芯的最佳配合比即水泥:粉煤灰:粗钢渣:细钢渣为 6:12:49.2:32.8。(2)通过分析备防石不同的尺寸计算方法,确定了钢渣芯钢筋混凝土备防石的结构尺寸;利用缩尺模型,制作备防石试件,通过抗压强度试验、吸水率和密度测试,研究了备防石的抗压强度性能与质量指标,结果表明:该新型复合结构备防石强度为45.38MPa,满足备防石使用强度要求。(3)针对钢渣芯钢筋混凝土备防石的抗冻性,通过冻融实验,与普通混凝土的抗冻融性能进行比较,研究了新型复合结构备防石的抗冻性能。(4)采用ABAQUS有限元模拟与冲击试验相结合的方法,分析了不同工况下备防石的抗冲击性能,研究结果表明:数值模拟结果与冲击试验数据相吻合,备防石的抗冲击性能良好,得出备防石的极限碰撞冲击高度为10米。该新型复合结构备防石原材料经济适用,制作方法简单、成本低,具有较好的经济与社会效益,为备防石的制备提供了一种新的方向。