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粉煤灰漂珠具有中空薄壁、内含封闭和半封闭的微孔特性,也具有低密度、高比刚度、高比强度等优点。不仅能够作为填充相使材料轻质化,又能在单体破碎后释放塌缩空间,作为缓冲材料时具有良好的可压性。为研究脆性空心颗粒堆积材料在缓冲防护中的应用,以典型脆性空心颗粒粉煤灰漂珠为研究对象考察其在冲击载荷下的力学行为及缓冲特性。然后以大尺寸粉煤灰漂珠为主要组分,以硬质聚氨酯泡沫为粘结剂制备出一种复合泡沫,并对其力学性能和变形机制进行分析。本文的主要研究内容如下:（1）通过对不同粒径分布的粉煤灰漂珠堆积材料进行动静态压缩实验,并限制颗粒堆积体的压缩应变为50%,分析颗粒破碎率和破碎机理与材料宏观应变率效应的关系。结果表明不同粒径的漂珠堆积材料强度在动态压缩下比准静态有明显的增强,在0.001s-1150s-1LGs和LTs堆积材料的强度分别提高200%和195%,在150s-1300s-1LGs和LTs堆积材料的强度分别提高39%和51.5%,应变率为800s-1时漂珠堆积材料的强度与应变率为300s-1时漂珠堆积材料的强度相比并未发生明显的变化;在相同的应变率下小粒径漂珠堆积材料比大粒径漂珠堆积材料的强度和吸能效果分别提高40%和45%;对破碎后的漂珠进行颗粒粒径分析可知,随着加载速度的增加,LGs和LTs的破碎率和破碎程度都会增大,且在相同加载速度下粒径越大的漂珠其破碎率越高;通过利用Hardin破碎势进行分析表明,单位能量下漂珠的相对破碎势随冲击速度增大而减小,动态冲击下用于漂珠破碎的能量利用率降低,从而导致漂珠在相同压缩量下产生更高的能量耗散和应力水平,即表现为宏观的应变率效应。（2）采用静态压缩与SHPB实验对漂珠聚氨酯复合泡沫的力学性能与变形机制进行分析。结果表明:漂珠聚氨酯复合泡沫的应力应变曲线具有典型的线弹性、塑性平台和致密化三个特征阶段且具有相对稳定的平台应力。在密度0.45g/cm30.6g/cm3之间复合泡沫平台应力和到压实应变处吸收的能量随密度增大而提高,且平台应力与相对密度间满足幂函数关系;采用铝蜂窝为增强相可使同密度下复合泡沫抗压强度和平台应力分别提升约2045%和1025%;两种复合泡沫的失效形式不同,准静态下复合泡沫主要发生剪切失效,增强泡沫的主要失效形式则转变为轴向压缩失效;在0.001s-11500s-1应变率范围内,复合泡沫抗压强度有明显的应变率效应但平台应力并未随应变率的增大而提高,增强复合泡沫的强度和平台应力均呈现出明显的应变率效应;采用铝蜂窝不仅能提高复合泡沫力学性能,还能够改善其力学行为,使材料具有更优异的动力学特性。（3）建立了漂珠聚氨酯复合泡沫的经验型本构模型,并与实验结果进行对比,可以较为准确的反映复合泡沫的力学性质;通过Matlab随机生成漂珠并通过有限元分析软件LS-DYNA建立了漂珠排布与孔隙率相似于漂珠聚氨酯复合泡沫的有限元模型,并对其力学性能和变形机制进行分析。全文通过数值模拟与实验相结合的手段对粉煤灰漂珠及其复合泡沫进行分析,可以对脆性空心颗粒材料与复合泡沫的力学性能与应变率效应分析有一定的参考价值,并可以为工业固废粉煤灰的综合利用提供新思路。