利用大直径Hopkinson杆测量混凝土层裂强度的新实验技术

提出利用空心铝合金透射杆测量混凝土层裂强度的新实验技术.子弹撞击Hopkinson杆在细长混凝土杆件产生压缩加载波,此压缩波传播至试件和空心铝管接触面时反射成拉伸波使试件产生层裂破坏.通过测量空心铝管的应变波形可以测量混凝土层裂强度.通过空心铝管上不同位置应变波形以及试件与铝管接触面压力波形的对比,说明此方案能解决先前...     

考虑损伤影响的混凝土层裂试验与数值模拟

采用Φ74 mm分离式霍普金森压杆(SHPB),对C20、C45、C70三种不同强度的混凝土进行了层裂试验,研究加载率和损伤对混凝土层裂强度的影响。试验结果表明:混凝土层裂强度具有明显的应变率效应,其拉伸强度增强系数DIF随应变率增大而增大,且高强度混凝土的应变率敏感性要低于低强度混凝土;当加载率过高时,混凝土中将首先出现压缩损伤使其抗拉强度显著降低。重复加载试验还表明,拉伸损伤也会影响试件内压缩波的传播。在混凝土HJC模型中引入了Tuler-Butcher损伤累积准则,对混凝土层裂试验开展了数值模拟,计算结果和试验结果较为吻合,验证了模型的有效性。     

砂岩动静态拉伸力学性能试验与对比分析

通过对皖北矿区3个煤矿砂岩岩样加工成厚径比为0.5的圆盘试件,利用变截面分离式Hopkinson压杆(SHPB)试验装置,采用不同加载冲击气压驱动撞击杆高速运动,对圆盘试件实施不同加载速率下的动态劈裂拉伸试验,得到了3种砂岩试件的动态拉伸应力和应变率等力学参数,并与静态劈裂拉伸试验结果进行对比,分析了砂岩圆盘试件动静态劈裂破坏形态、动态拉伸应力与加载速率相关性规律;得到了试验冲击气压范围内砂岩动态拉伸应力强度与平均应变率之间近似为乘幂函数关系,比其静态拉伸应力强度提高2～3倍。对砂岩动静态拉伸力学性能研究做了一些有益的探索。     

高应变率下砂岩动态拉伸性能SHPB试验与分析

为研究高应变率下煤矿砂岩的动态拉伸性能,将岩样加工成厚径比为0.5的圆盘试件,利用直锥变截面分离式Hopkinson压杆(SHPB)试验装置,采用6种冲击气压对试件沿径向进行加载,实施不同加载速率的动态劈裂拉伸试验,测试试件的动态拉伸应力和应变率。试验结果表明:砂岩试件的动态劈裂破坏形态满足巴西圆盘试验有效性条件,试件内的径向应力分布达到应力均匀性要求;分析试验实测波形和应变率效应,得出高应变率下煤矿砂岩试件的拉伸应力和应变率特性。在试验采用冲击气压范围内,试件平均应变率由48 s-1增加至137 s-1,平均应变率与冲击气压近似为对数函数关系,动态拉伸强度与平均应变率近似为乘幂函数关系。     

大骨料混凝土在动态三轴拉压压应力状态下的强度

采用大型混凝土静、动态三轴液压伺服试验系统,比较了大骨料混凝土试件和湿筛二级配混凝土试件在动态三轴拉压压应力状态下的强度特征.结果表明:2种试件的破坏均为典型的拉伸破坏,裂缝垂直于拉应力方向;动态抗拉强度随应变率的增大而增大,随压应力的增大而减小;抗拉强度增长系数与应变率比的对数呈线性关系;大骨料混凝土试件的动态抗拉强度及其对应变率的敏感性均比湿筛二级配混凝土试件的要小.在八面体应力空间中建立了破坏准则,为大体积结构的非线性分析和抗震设计提供了试验依据.     

预制与后浇混凝土粘结后的动态劈拉性能

为研究预制与后浇混凝土粘结后混凝土试件的动态劈拉性能,采用74变截面分离式霍普金森压杆(SHPB)装置,在不同应变率下,对粘结面粗糙度类型不同的试件进行了动态劈拉试验.结果表明:预制与后浇混凝土的动态劈拉强度和动态增大系数均表现出较强的应变率效应;预制与后浇混凝土的动态劈拉应力-应变曲线可分为弹性阶段、屈服阶段和破坏阶段;混凝土试块出现了径向劈裂、径向与粘结面均劈裂这2种主要破坏形态;试件粘结面粗糙度越大,其动态劈拉应力-应变曲线中屈服台阶越明显,其动态劈拉强度也越大,表现出明显的延性特征.     

采用中心圆孔裂缝平台圆盘确定岩石的动态断裂韧度

由于带有预制裂缝岩石试件的难于制作以及动态研究的复杂性,岩石动态断裂韧度在研究方法上一直也没有统一的标准,有必要对其测试方法进行研究。采用大理岩制作了一种含有中心圆孔预制裂缝宽度小于1mm的平台圆盘试件,在霍普金森压杆系统上进行了动态冲击试验,并采用实验-数值方法,确定其动态断裂韧度。该方法基于一维应力波理论,采用Hopkinson弹性压杆上应变片获得作用在试件两端面的动态载荷P(t),输入此载荷,利用动态有限元法求得试样内动态应力强度因子KI(t)随时间的变化历程,对应于试件上应变片测得的起裂时间tf的动态应力强度因子KI(tf)即为材料的动态起裂断裂韧度KId。     

动载作用下级配钢纤维RPC中钢纤维的协同效应

采用分离式Hopkinson压杆(SHPB)对直径70 mm的圆柱体试件的动态拉伸性能进行了研究,得到了不同应变率下的混凝土劈裂拉伸强度和拉伸应力-时间曲线。发现钢纤维种类对钢纤维RPC的动态拉伸强度和韧性有很大的影响,将不同尺寸的钢纤维级配掺入基体混凝土中可以使基体混凝土在高强的同时还具有较好的韧性,钢纤维具有协同效应。     

深部岩体半正弦应力波扰动下的层裂试验研究

针对深部岩体在应力波扰动作用下所呈现出的层裂破坏现象,基于一维弹性波理论,首先阐明了一个简单的半正弦应力波在单个岩石杆件中的传播机理,并剖析其层裂破坏原理;依据净拉应力与动拉伸强度等特征因子,刻画并表征了其破坏过程.进而,采用SHPB设备开展了岩石杆件的层裂试验,发现层裂后岩石杆件其破坏断口较为齐整,并且与拉伸应力方向...     

聚丙烯纤维增强混凝土分离式Hopkinson压杆压缩试验研究

采用改进后的变截面大尺寸Hopkinson压杆 ,对直径 62mm的聚丙烯纤维混凝土和素混凝土试件进行了三种应变率范围的冲击压缩试验 ,得到了不同应变率下试件的动态压缩强度及应力应变全过程曲线。结果表明 ,在冲击压缩的高应变率加载条件下 ,聚丙烯纤维混凝土的破坏强度与素混凝土的大致相同 ,但其韧性要明显好于素混凝土。