纳米氧化铝对混凝土静动态力学性能的影响

制备了掺量为0.2％的纳米氧化铝混凝土(NAC),采用HYY系列液压伺服试验系统和φ100 mm分离式霍普金森压杆分别研究了NAC的准静态及在不同应变率下的动态力学性能.结果表明:准静态荷载下,NAC的强度及变形性能较素混凝土(PC)明显提高,抗压强度提高约44.5％.动荷载作用下,NAC的应变率敏感性显著,随着应变率的增大,峰值应力显著提高,极限应变增幅明显.此外,掺入纳米氧化铝后,NAC的强度和变形性能较之PC亦均提升显著.分析峰值韧度指标可知,随着应变率的提高,NAC的峰值韧度近似线性增大,纳米氧化铝的增韧效果十分显著.通过电镜扫描微观机理分析,纳米氧化铝提高了水泥硬化浆体的密实度,改善了混凝土界面过渡区,进而改善了NAC的强度和韧性.     

混凝土受氯盐腐蚀后动力学特性损伤研究

为探究氯盐腐蚀后混凝土动力学特性,利用φ100 mm分离式霍普金森压杆试验系统,对置于NaC1溶液中浸泡侵蚀后混凝土试件动力学特性进行研究.试验结果表明:氯盐腐蚀后试件动态抗压强度明显下降,且应变率效应显著;整体上,试件受腐蚀后的峰值应变有所降低,变形性能减弱;比能量吸收显著降低,吸能能力受到严重削弱.说明氯盐对混凝土动力学特性具有显著的弱化效应.     

高温下玄武岩纤维增强地质聚合物混凝土的动态压缩力学行为

为研究高温下玄武岩纤维增强地质聚合物混凝土(BFRGC)的动态压缩力学行为,本文制备了纤维体积掺量为0%、0.1%、0.2%、0.3%的BFRGC试件,并对其进行了不同温度(20、200、400、600、800℃)下的动态冲击试验。结果表明：BFRGC试件静态抗压强度、动态抗压强度和比能量吸收具有明显的温度强化效应和高温损伤效应,峰值应变表现出显著的温度塑化效应。BFRGC试件的静态抗压强度、动态抗压强度的温度阀值为400℃。随着温度的升高,BFRGC试件的静态抗压强度、动态抗压强度和比能量吸收均先增大后减小,峰值应变不断增大。掺加适量的玄武岩纤维可以提高常温及高温下地质聚合物混凝土的静态抗压强度和动态力学性能,且其最佳掺量为0.1%。     

高温下混凝土冲击变形特性研究

利用自主研制的高温SHPB试验系统对混凝土进行冲击压缩试验,研究不同温度、不同应变率对混凝土冲击变形特性的影响.结果表明:温度相同时,混凝土应变率随冲击弹速的增大而增大,弹速相同时,应变率随温度的变化由大到小依次为200℃,800℃,600C,常温,400℃;随着应变率的增大,混凝土峰值应变与冲击韧性在同一温度下不断提高,弹性模量在常温下显著降低,在高温下略有起伏;同一应变率下,温度越高,峰值应变越大,弹性模量越小,且冲击韧性在400℃之前逐渐增大,400℃之后开始下降,高温下混凝土冲击韧性的应变率效应较常温时有所提高.     

混凝土冲击破坏的分形研究

利用直径100 mm的分离式霍普金森压杆试验装置,对混凝土进行不同应变率等级的冲击压缩试验,研究了冲击破坏后混凝土试件碎块的尺度分布规律及其分形特征.结果表明:随着应变率的提高,试件破碎程度逐渐增大,碎块平均尺寸不断减小,碎块质量分布由粗粒端向细粒端移动;冲击破坏后混凝土试件的碎块尺度分布具有明显的分形特征,其冲击破坏分维值随应变率的增大近似呈幂函数式增长,且冲击破坏分维越大,试件碎块平均尺寸越小,试件破碎越严重;混凝土冲击破坏分维的变化与其动态力学性能指标间具有密切联系,随着冲击破坏分维的增大,动态压缩强度、动态峰值应变及动态压缩韧性均不断增大.     

双轴向经编针织复合材料的冲击压缩性能

利用分离式霍普金森压杆(SHPB)装置对双轴向经编针织(BWK)复合材料在面外、面内共三个方向进行了高应变率压缩试验,并在MTS材料试验机上进行了准静态压缩试验。计算并提取各应变率下的应力-应变曲线,观察各应变率下材料的破坏形态特征。结果表明,双轴向经编针织(BWK)复合材料具有应变率敏感性和各向异性,在面外压缩中其破坏形态主要是剪切破坏,在面内压缩中准静态下为剪切破坏,在高应变率下为分层破坏。     

海水侵蚀下混凝土徐变性能的试验研究

对混凝土进行了压应力和海水侵蚀共同作用下的徐变特性试验,研究了应力水平、侵蚀溶液的类型和质量分数对海水侵蚀下混凝土徐变特性的影响.研究结果表明,当侵蚀时间相同、试件所受到的应力大小相同且比较小时,浸泡在Na2SO4溶液中所产生的膨胀应变最大,浸泡在水中所产生的膨胀应变次之,浸泡在NaCl溶液中所产生的膨胀应变最小.当侵蚀时间和浸泡的溶液类型相同时,受到压力的试件的膨胀应变小于未受压力的试件的膨胀应变.当试件在侵蚀时受到的应力相同且比较小时,经Na2SO4溶液侵蚀后试件的单轴抗压强度最大,经水浸泡后试件的单轴抗压强度次之,经NaCl溶液侵蚀后试件的单轴抗压强度最小.     

碱式硫酸镁水泥混凝土的冲击力学性能试验研究

制作C30、C50两种典型强度等级的碱式硫酸镁水泥混凝土与普通混凝土试件,通过分离式霍普金森压杆试验,系统地研究两种混凝土的动态力学性能,并利用回归分析加以对比.试验表明,碱式硫酸镁水泥混凝土与普通混凝土试件在冲击过程中,其冲击压缩强度、弹性模量、韧性等表现出明显的应变率硬化效应,并且两种混凝土的弹性模量、韧性指数与峰值应力均呈现非常显著的线性增长关系;在相同条件下,碱式硫酸镁水泥混凝土的韧性指数及韧性增长速率要高于普通混凝土,因此,碱式硫酸镁水泥混凝土的抗冲击性能要远优于普通混凝土.     

动态冲击下纤维素固井水泥石力学性能及增韧机理研究

为研究动载荷下纤维素固井水泥石抗冲击性能及内部纤维素增韧机理,采用杆径50 mm的霍普金森杆(SHPB)对不同纤维素加量的油井水泥石进行动态加载,并利用高速摄影仪记录破裂形貌.通过动载荷下的应力-应变、韧性及总能量吸收图等研究纤维素固井水泥石的力学性能.利于扫描电镜SEM研究纤维素的微观增韧机理及纤维素对水泥基材料的增韧作用.结果 表明,动载荷下,纤维素水泥石的强度、韧性及能量吸收能力在加量0.3％时最高.纤维素水泥石表面裂纹量少且曲折度并不明显,破裂程度较轻.纤维素的增韧机理为拔出机制、裂纹偏转,弯曲机制由于冲击速度太快,基体变硬而被抑制.     

水泥改性膨胀土在侵蚀环境下的干湿循环效应研究

为了研究水泥改性膨胀土在复杂环境条件下的稳定性及耐久性,设计了室内模拟试验,探讨了纯净水、不同浓度及不同种类的化学溶液在干湿循环作用下对水泥改性膨胀土的侵蚀效应.从初始至破坏状态,记录了试样的宏观裂隙开展过程及体积的变化情况,对比分析了相应的荷载位移曲线及峰值强度,得到了水泥改性膨胀土在不同侵蚀环境下的力学特性随干湿循环次数的变化规律,并对相应的作用机理进行了分析.试验结果表明,侵蚀环境的干湿循环作用对水泥改性膨胀土的力学特性有明显的影响,且随着侵蚀溶液的浓度和干湿循环次数的递增而变得愈加显著.     

玄武岩纤维对早强混凝土早期动力特性的影响研究

首先制备了玄武岩纤维体积掺量为0.2％的早强混凝土和不加纤维的早强混凝土,之后采用φ100 mm分离式霍普金森压杆(SHPB)试验装置对养护龄期为3d的两种混凝土在不同应变率等级下的动力特性进行对比研究.结果表明,早强混凝土(ESC)和玄武岩纤维早强混凝土(BFESC)的抗压强度与峰值韧度体现出显著的应变率相关性;在50 ～ 150 s-1应变率范围内玄武岩纤维对早强混凝土的动态抗压强度和韧性提高明显;用峰值韧度表征韧性时,应变率77 s-1和100 s-1下,峰值韧度增幅达到36.67％和35.33％.     

酸雨环境下粉煤灰混凝土抗压强度的灰关联分析

采用实验室模拟酸雨侵蚀试验,研究了酸雨环境下水胶比、粉煤灰掺量、pH值和SO2-4浓度这四个指标对粉煤灰混凝土抗压强度的影响,并用灰关联法分析了各因素对抗压强度的影响程度.结果表明:抗压强度随SO2-4浓度、粉煤灰掺量、水胶比的增大而下降,随pH值的减小而下降.酸雨环境下粉煤灰混凝土的抗压强度会显著降低,SO2-4浓度对其影响最大.     

Compressive properties of soybean oil‐based polymers at quasi‐static and dynamic strain rates

Quasi‐static and dynamic compressive properties of three soybean oil‐based polymeric materials, which were made through the reaction of epoxidized soybean oil with diamine compounds, have been determined. Quasi‐static properties were determined with an MTS 810 hydraulically driven testing machine, whereas dynamic experiments were conducted with a split Hopkinson pressure bar (SHPB) modified for low‐impedance material testing. All three materials were capable of deforming to very large strains, with significant nonlinear stress–strain response. Their compressive behaviors were strain‐rate sensitive with distinctive rate sensitivities. On the basis of the experimental results at various strain rates, a compressive one‐dimensional stress–strain material model with strain‐rate effects was developed to describe the experimental results for all three materials under both quasi‐static and dynamic loading conditions. © 2005 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci 2006     

摩擦效应对某PBX炸药动态力学性能的影响

基于分离式霍普金森压杆(SHPB)围压加载下的试样受力模型,考虑试样与套筒间的摩擦效应,建立了动态力学性能参量(动态泊松比及动态杨氏模量)的修正方法,并以某浇注PBX炸药为例,分别以常规方法和修正方法计算了4种试样的动态力学性能,并进行了对比。结果表明,对于实验所用的浇注PBX炸药,在应变率300~2000s~(-1)内,修正方法与常规方法所获得的动态参量误差不超过5%,可以忽略摩擦效应对此PBX炸药动态参量的影响。     

高强混凝土在冲击荷载下的力学性能

随着混凝土配比以及施工技术的改进,高强混凝土得到广泛使用,本文利用直径100 mm的分离式霍普金森压杆试验系统,研究了不同应变率下高强混凝土的动态力学性能,并对其动压强度、峰值应变、弹性模量及破坏形态的变化规律进行分析.结果表明:随应变率增大,高强混凝土的动压强度、峰值应变及破坏程度均呈上升趋势,表现出明显的应变率效应,同时,弹性模量则未出现明显变化趋势.高强混凝土具有更大的动压强度,但相对增幅下降,具有较小的率敏感性,现有CEB公式并不能有效拟合高强混凝土DIF值.同时,高强混凝土动弹性模量较大,峰值应变较小,其变形能力降低.在破坏形态分析中,高强混凝土具有更多的细小碎粒,破坏程度更大.