贝壳珍珠层是由95%的碳酸钙(Ca CO3)和5%的有机质组成的一种高度矿化材料。碳酸钙本身是一种脆性材料,其强度、韧性以及硬度方面的性能一般。然而,当坚韧的有机质将碳酸钙的微观矿化薄片粘结起来之后,贝壳珍珠层却表现出超乎寻常的力学性能,其断裂韧性是普通碳酸钙晶体的3000多倍。研究发现,碳酸钙的微观矿化薄片之间能够产生相互滑移与相互锁定的机理,是贝壳珍珠层韧性放大的主要原因。借鉴贝壳珍珠层的微观结构,设计了一种外观呈“蝴蝶结形”的新型砌块。文章通过对蝴蝶形砌块在不同荷载条件下的基本力学性能试验,得到了砌块分别在受压、受拉以及三点弯曲荷载作用下的破坏过程及方式,并计计算出了相应荷载条件下砌块的强度。借鉴贝壳珍珠层的增韧机理,设计了一种基于贝壳珍珠层微观结构的新型仿生无砂浆配筋砌体防护墙。参考实际工程中的后张法张拉工艺,完成了贝壳珍珠层仿生防护墙的制作。同时,对小型无砂浆配筋砌体的预应力张拉方法做出了相应的探讨。对贝壳珍珠层仿生防护墙进行了平面外荷载试验,分析了墙体在平面外集中荷载下的变形及耗能性能,总结了影响贝壳珍珠层仿生防护墙变形耗能能力的因素。实验表明,本文提出的基于贝壳珍珠层微观结构仿生的无砂浆配筋砌体防护墙,有效实现了贝壳珍珠层微观结构与增韧机理的仿生。