活性粉末混凝土沖擊壓縮性能研究.pdf

1、活性粉末混凝土(RPC)是一種新型超高性能混凝土材料，由于其具有超高強、低脆性、高耐久性且經(jīng)濟環(huán)保等優(yōu)良特性，在土木工程的各個領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用前景。混凝土材料在結(jié)構(gòu)工程應(yīng)用中，除承受準靜態(tài)載荷作用外，往往還要承受撞擊、爆炸等動載荷的作用，因此了解其動態(tài)力學性能是工程應(yīng)用的關(guān)鍵。 目前關(guān)于RPC的研究還局限于改進制備工藝，以及準靜態(tài)加載條件下材料的力學、物理特性，對其動態(tài)力學性能的研究很少涉及。此外，雖然關(guān)于混凝土類材料的沖擊實驗

2、和理論研究已有大量報道，但這類材料具有很強的靜水壓力相關(guān)性，沖擊載荷作用下其性能的改變不僅僅是應(yīng)變率效應(yīng)引起的，由于慣性效應(yīng)造成靜水壓力的改變也會影響其動態(tài)力學性能，而以往報道中往往將這二者籠統(tǒng)理解為應(yīng)變率效應(yīng)，結(jié)果往往高估了材料的應(yīng)變率效應(yīng)，由此建立的動態(tài)本構(gòu)模型自然也不能有效反映材料的真實動態(tài)力學特性。 本文對鋼纖維體積含量分別為0％、1.5％和2.0％的三種RPC材料進行了不同應(yīng)變率下的沖擊壓縮實驗研究，實驗裝置為分離式霍

3、普金森壓桿(SHPB)。文中給出了不同鋼纖維含量RPC材料在不同應(yīng)變率下的破壞形態(tài)、應(yīng)力～應(yīng)變關(guān)系以及鋼纖維含量對RPC材料力學性能的影響。實驗過程中還采取了一系列確保動態(tài)測試結(jié)果可靠性的措施，如：為了減小高頻振蕩影響和提高加載過程中應(yīng)變率的均勻性，實驗過程中選用了多種整形器，通過實測確定了針對該類材料較為理想的整形器材料和結(jié)構(gòu)尺寸；為了消除試件和加載桿端面不平度造成的實驗誤差，在動態(tài)沖擊實驗中借鑒了電子萬能試驗機采用的萬向頭技術(shù)。

4、 RPC是一類應(yīng)變率和靜水壓力均敏感的材料，實驗得到的沖擊壓縮強度因子的提高是應(yīng)變率效應(yīng)和由于橫向慣性導(dǎo)致靜水壓力提高共同作用的結(jié)果。為了對二者加以區(qū)分，我們首先通過準靜態(tài)圍壓實驗得到該類材料靜水壓力和壓縮強度的關(guān)系，再通過線性Drucker-Prager模型有限元數(shù)值模擬SHPB沖擊加載實驗，得到不同應(yīng)變率下由于橫向慣性效應(yīng)造成的材料動態(tài)強度因子的提高，進而結(jié)合沖擊實驗結(jié)果，得到由于應(yīng)變率效應(yīng)造成的材料動態(tài)強度因子的提高。在數(shù)值計