冲击荷载作用下钢管混凝土梁的力学行为

通过对钢管混凝土的研究，介绍了用大型通用有限元计算软件ansys计算钢管混凝土梁在不同冲击荷载下的力学行为，取得在冲击荷载下的变形曲线，应力应变，加速度时程曲线，为进一步了解钢管混凝土提供了参考。     

冲击荷载下玄武岩纤维混凝土动态力学特性试验研究

采用φ50 mm的分离式霍普金森压杆装置（SHPB）分别对不同纤维体积掺量（0、0.1%、02%、0.3%）的玄武岩纤维混凝土在50～200 s-1应变率范围下进行了动态力学性能试验,得到了不同纤维体积掺量和不同应变率下的动态应力-应变曲线。试验结果表明,玄武岩纤维混凝土材料对应变率较为敏感,其峰值应力、DIF、峰值应变、冲击韧度都随应变率的增加呈增长趋势,但玄武岩纤维混凝土的力学性质受纤维体积掺量的影响较为复杂。试验证明玄武岩纤维的加入可进一步提高混凝土的抗压强度,同时在中高应变率下纤维的加入进一步提高了混凝土的韧性,通过对静、动态力学各性能进行,分析认为0.1%的玄武岩纤维体积掺量对各力学的提升性能最优。     

冲击荷载下AFRP约束混凝土的动态力学特性及其应用

为探究芳纶纤维增强复合材料(AFRP)约束混凝土的动态冲击力学性能,采用覫100mm SHPB试验系统对C30、C40、C50三种基体强度等级的AFRP约束混凝土进行了动态冲击试验,得到了动态试验下的应力-应变曲线。试验结果表明,高应变率冲击下,AFRP约束条件显著延长了混凝土试件的弹塑性阶段,其延性、强度都有明显提高,并表现出应力率强化效应;约束层数的增加和基体混凝土强度的增大也有助于提高AFRP约束混凝土的抗冲击性能。     

冲击荷载下废玻璃粉混凝土力学特性研究及分形评价

为了研究冲击荷载下废玻璃粉混凝土力学性能,采用落锤试验机装置,测定废玻璃粉掺量分别为0、5%、10%、30%的混凝土梁在冲击荷载中的力学强度和变形性能。根据盒维数算法思想及数字图像存储原理,设计了基于Matlab计算功能的冲击荷载下混凝土试件损伤裂缝分形维数的简易算法。结果表明:相同废玻璃粉掺量下,随落锤下落高度增加,加载时间均在0.40 ms左右,加载速率、荷载峰值、混凝土梁竖向位移、对混凝土梁所做的功及裂缝分形维数值均逐渐增加,具有显著的应变率相关性;相同高度随着废玻璃粉掺量增加,荷载峰值略有增加,而加载时长略有减少。     

钢管混凝土构件在冲击荷载作用下的模拟分析

运用LS-DYNA显示有限元程序,分析了钢管混凝土构件受到侧向冲击物冲击时,钢管混凝土的挠度与冲击部位、冲击能量、含钢率、混凝土等级之间的关系,建立了挠度和冲击能量之间的关系式以及冲击部位不同时挠度之间的关系.     

冲击荷载下全珊瑚混凝土动力特性

以珊瑚砾石、珊瑚砂为粗、细骨料,并拌和海水、水泥制备全珊瑚混凝土.利用分离式霍普金森杆(SHPB)系统进行应变率为30.12～143.32s~(-1)的冲击加载试验,获得全珊瑚混凝土试件的动态单轴压缩应力-应变曲线,并研究了其动态强度增长、能量耗散、破坏模式及破碎分形的应变率效应.结果表明:全珊瑚混凝土试件动态强度增长因子(DIF)与应变率的0.5次方呈线性正相关,且高于同等级普通硅酸盐混凝土;全珊瑚混凝土试件总应变能、弹性能和耗散能均与应变率呈线性正相关,耗散能比率随总应变能增加而增大;不同于普通混凝土胶结面的破坏形态,全珊瑚混凝土试件的破裂面往往贯穿于珊瑚骨料;全珊瑚混凝土试件破碎分形维数与其对数应变率呈线性正相关,利用分形维数可定量表征全珊瑚混凝土的破碎程度.     

混凝土在环形约束条件下的力学行为分析

介绍了一套高性能混凝土的约束收缩试验方法。用这种方法可以在试验室确定混凝土或砂浆的开裂龄期,以及因收缩被约束而产生的拉应力。试验采用了一套装有应变计的环形装置来分析混凝土在早龄期受拉时的力学行为。文中论述了混凝土约束收缩的测量方法和自生拉应力、弹性应变和徐变的量化的数学计算方法。     

冲击压实旧混凝土路面路基的力学行为研究

结合新型冲击压实技术在旧水泥混凝土路面修复工程中的应用,采用三维有限元方法研究了冲击压实过程中旧路面结构及土基的受力、变形特征。分析了冲击压实荷载位于路面板不同位置时对板体破裂及土基受压效果的影响,探讨了冲击压实荷载在板下路基中的传递规律及作用深度等问题。研究结果对于冲击压实旧水泥混凝土路面机理分析及现场施工具有一定的参考价值。     

冲击荷载作用下钢筋混凝土梁力学特性数值研究

为研究RC梁在冲击荷载作用下的力学特性,以混凝土强度、纵筋与箍筋配筋率、冲击体的冲击速度以及RC梁的跨度为主要参数对RC梁在冲击作用下的力学性能进行了数值分析,通过与已有试验结果对数值模型进行标定,获取了冲击力时程曲线、位移时程曲线以及破坏形态,验证了数值结果的正确性。分析结果表明,混凝土强度主要影响RC梁的破坏形态;纵筋配筋率对RC梁跨中位移影响较大;冲击体速度会同时对RC梁的破坏区域和跨中位移产生影响;RC梁跨度不仅会改变梁跨中位移也会改变梁的振动频率与反弹速度。     

三轴冲击荷载作用下红黏土的力学性状

 利用室内动三轴试验系统来研究冲击荷载作用下红黏土的变形和强度特性,包括重塑土样在不同冲击应力、不同围压、不同冲击次数下的试验。研究结果表明,经受过冲击荷载作用的土样的应力–应变关系曲线一般随冲击次数的增加而升高,即表现为强度的增大;随围压的增大,通过增加冲击次数而提高土样抗剪强度的效果更为明显,亦即在实际工程中,增加每个夯点的夯击次数对加固深层地基土的效果更为显著;在试验围压范围内,随冲击应力增大,土样的强度值相应增大。     

钢管混凝土短柱在轴向冲击荷载下的动力分析

通过有限元计算软件,分析了在冲击荷载作用下钢材强度、混凝土强度以及含钢率对钢管混凝土短柱承载力强度的影响,对沿试件长度方向试件的径向位移进行了分析,并对试件进行了变质量分析,得出钢管混凝土试件在材料、尺寸确定的情况下承受轴向荷载时,位移主要由冲击能量决定。     

双轴循环荷载下混凝土动态力学特性研究

进行了不同侧压力(0、80、230、390 k N)、不同应变速率(10-2/s、10-3/s、10-4/s、10-5/s)下,混凝土的轴向循环加卸载压缩试验,研究了循环加卸载下,混凝土在不同应变速率和侧压下的动态力学特性变化规律。结果表明:随着侧压的增加,混凝土抗压强度的率敏感性降低;混凝土的峰值应变随应变速率的增大总体呈现减小的趋势,且随着侧压的增大,峰值应变逐渐增大。随着应变速率的增加,混凝土循环加卸载应力–应变全曲线所经历的循环次数逐渐减小,且全曲线外包络线上升段形状愈来愈"陡"。当应变速率一定时,随着侧应力的增大,峰值应力以前循环次数不断增多,即侧应力延缓了损失,推迟了破坏。     

冲击荷载下多裂纹混凝土梁破坏模拟

拓展虚内键(Augmented Virtual Internal Bond,AVIB)是基于虚内键理论的一种多尺度力学模型,采用Xu-Needleman势函数来描述虚内键中的能量势,将脆性材料的断裂问题归结为虚内键能量势的问题,由于势函数中已经包含了材料的微观断裂机理,不需要额外的断裂准则,因此在模拟脆性材料断裂方面具有显著的优势。采用AVIB模型对多裂纹简支梁在冲击荷载作用下裂纹的扩展过程进行了数值模拟,模拟结果表明当冲击点荷载达到最大值时,梁中裂纹开始起裂,对称双裂纹梁形成两条主裂纹并同时向冲击点扩展,梁呈对称破坏模式;非对称双裂纹以及对称多裂纹梁均形成一条主裂纹,并向冲击点扩展,直到梁发生断裂,呈非对称破坏模式。     

冲击荷载作用下橡胶混凝土的力学性能试验研究

利用分离式霍普金森压杆(SHPB)试验装置对橡胶颗粒含量分别为15％、30％的橡胶混凝土及普通混凝土进行冲击荷载下的动力试验,研究了橡胶含量和应变率对混凝土的破坏形态、抗压强度及能量吸收的影响.结果表明,冲击作用下橡胶混凝土的破坏程度明显小于普通混凝土,橡胶含量越高破坏程度更小,并且橡胶含量高的试件破坏程度受应变率的影...     

力学荷载对混凝土中氯离子渗透扩散行为影响述评

近海及海洋工程结构的混凝土在服役过程中不仅会经受环境作用(如氯盐侵蚀),还会承受包括风、车辆、波浪荷载甚至地震作用等。荷载作用不仅会改变混凝土中微/细观结构形式,甚至产生新的裂纹,改变氯离子的渗透扩散途径,从而影响混凝土的渗透扩散特性。从低荷载水平和高荷载水平两个方面,分别综述了荷载对混凝土中氯离子渗透及扩散性能影响的试验研究、理论分析及数值分析角度的研究进展,发现已有研究工作特点为：试验研究多,理论研究少;饱和混凝土研究多,非饱和混凝土研究少;宏观模型研究多,微/细观非均质模型研究少。建议今后进行复杂环境、复杂应力状态下的试验研究,建立高/低水平荷载对氯离子扩散行为影响的统一理论及数值模型,实现荷载-环境耦合作用下的多场多尺度分析。     

横向冲击荷载下高强钢管混凝土构件的性能

介绍一组新的关于横向冲击荷载下钢管高强混凝土构件的试验数据。对总共12个圆型钢管混凝土样本和用于对照的中空钢管进行测试。所用的钢管混凝土构件的混凝土强度达到75 MPa。建立一个有限元分析(FEA)模型来预测钢管高强混凝土构件的冲击性能,试验结果验证了这个模型的准确性。使用有限元分析模型对冲击荷载下钢管混凝土构件的性能进行全过程分析,从而了解受力状态、内力分布和抗弯承载力。最后,根据参数分析得到一个简化模型,从而计算冲击荷载下钢管混凝土构件的抗弯承载力。     

高孔隙混凝土路面在交通荷载作用下的力学特性分析

结合交通荷载特点,对高孔隙混凝土路面在交通荷载作用下的力学特性开展分析研究。通过混凝土路面结构与参数设定、建立高孔隙混凝土路面有限元模型、设定模型边界条件,完成对高孔隙混凝土路面荷载模型的构建。在模型的支撑下,对三种不同状态下的路面力学响应进行分析。结合得到的分析结果得出超载会严重增加路面损伤,由此可进一步得出超载现象是导致高孔隙混凝土路面结构破坏的主要原因。     

花岗岩和混凝土在单轴冲击压缩荷载下的动态性能比较

采用黄铜波形整形器改进后的分离式Hopkinson压杆装置,分别对花岗岩和混凝土试件进行不同应变率（101～103）s-1下的单轴冲击压缩试验,有效地减少传统Hopkinson压杆试验中,岩石类脆性材料在内部应力达到均衡之前过早破坏以及输入波的高频震荡给试验数据带来的波动性。试验结果表明,应变率不仅影响这2种岩石类材料的强度,而且也影响材料的破碎程度和破碎形式,但对材料的初始弹性模量、破坏应变以及能量吸收率影响不大。从花岗岩和混凝土材料的微观结构特征和能量吸收能力等方面,对比分析这2种材料动态性能的共同特点和相互差异,合理地解释试验现象。该方法与结论对其他类型的脆性材料的动态性能研究具有一定的参考价值。     

碳纤维混凝土在重复加卸载下力学行为的研究

碳纤维混凝土是一种弹塑性材料 ,其力学行为与加载历史有关。对碳纤维混凝土棱柱体试件作了低周重复加、卸载试验 ,通过试验测试及变形参数研究 ,提出了碳纤维混凝土重复加、卸载应力 -应变曲线方程及残余塑性变形的计算公式。这些数学表达式可根据材料特性进行调整 ,具有较广泛的适用性。