EPS混凝土对隧道抗爆性能影响的数值模拟

EPS混凝土是含有发泡聚苯乙烯(简称:EPS)颗粒的轻质混凝土。由于EPS颗粒具有的多孔结构、低密度、低弹性模量的特点,用其制备的EPS混凝土可以降低结构的自重,且具有抗爆吸能特点。模拟结果发现EPS混凝土能够很好反射、吸收爆炸应力波能量。     

EPS混凝土的动态抗压强度和吸能特性

制备了聚苯乙烯(expanded polystyrene,EPS)体积含量0～40%的混凝土试样。利用分离式Hopkinson压杆(split Hopkinson pressure bar,SHPB)对其进行了冲击压缩试验,得到了不同应变率下的应力–应变曲线。发现EPS混凝土具有与常规混凝土显著不同的应变率效应。研究了两种EPS粒径,四种EPS含量的EPS混凝土的抗压强度与应力率的关系,并给出了经验公式。定义了能够表征EPS混凝土吸能性能的韧度指数,并研究了上述种类EPS混凝土韧度指数与应力率的关系。随EPS体积增加,其韧度指数大大增加,尤其是对于小粒径EPS混凝土。     

高应变率下橡胶混凝土压缩和劈裂试验研究

文章采用分离式Hopkinson压杆(SHPB)对2种粒径、3种橡胶粉掺量的橡胶混凝土进行了多个应变率下的压缩和劈裂试验,研究了应变率、橡胶粉掺量和粒径对橡胶混凝土的动态抗压、抗拉性能的影响,分析了不同应变率下试样的应力-应变曲线的特点及相关力学参数的变化情况。结果表明:橡胶混凝土的抗压强度、峰值应变、劈裂强度均随应变率的增大而增大,但变化趋势有所不同;随橡胶粉掺量增加,试样的抗压强度、劈裂强度降低,但应力-应变曲线的卸载段变平缓,吸能效果增强;相近应变率下小粒径橡胶混凝土的抗压强度更大,吸能效果更强,橡胶粉粒径对劈裂强度无明显影响。     

EPS混凝土静态力学性能研究

对不同粒径、不同体积含量EPS混凝土进行了静态压缩和静态劈裂试验.EPS混凝土静态压缩应力.应变曲线表明:EPS混凝土抗压强度随EPS颗粒体积含量的增加而显著降低;对于体积含量小于10%的EPS混凝土表现出准脆性材料特性;对于体积含量较高的EPS混凝土,表现出明显不同于低含量的EPS混凝土和EPS材料的特性;分析了EP...     

EPS混凝土动态力学性能研究

借助霍普金森杆（SHPB）对不同粒径、不同含量的EPS混凝土的动态性能进行了     

含不同聚苯乙烯泡沫颗粒密度夹层隧道结构的抗爆性能数值分析

采用LS-DYNA软件对含不同密度聚苯乙烯泡沫(EPS)颗粒夹层的隧道结构进行了抗爆性能研究.通过对不同点的压强结果进行分析表明:EPS颗粒夹层对应力波的衰减起到很好的作用；压强衰减率随EPS颗粒密度的增加而增加；同时EPS颗粒夹层能降低由隧道自由面冲击波反射产生的拉应力.建立了与EPS颗粒密度和相对距离相关的压强衰减...     

混凝土材料层裂强度的实验研究

利用Φ74大尺寸Hopkinson压杆和混凝土长杆试件研究了混凝土材料的层裂强度及其应变率效应.入射的压缩波通过压杆透入试件并反射成拉伸波而形成层裂.实验中采取在试件上多点贴应变片,讨论了应力波在混凝土试件中传播的波形弥散和幅值衰减,并在考虑了损伤演化影响的基础上确定了试件材料的层裂强度.对某种普通混凝土在不同应变率下的测试显示层裂强度受应变率影响明显.结果表明,本文提出了一种测定混凝土层裂强度的有效方法.     

不同冲击荷载下花岗岩力学和能量耗散特性

为探究不同冲击荷载条件下花岗岩的动力学特性,采用分离式霍普金森压杆分别对花岗岩试样进行单次和重复冲击荷载试验,并对试样的应力-应变响应、应变率曲线特征、能量耗散特性以及破坏形态进行综合分析.结果表明:单次冲击下,试样动态抗压强度与比能量呈现对数函数关系,试样破坏程度随着比能量的增加而逐渐增大；随着入射波峰值应力的增加,应力-应变曲线峰后段的回弹现象逐渐减弱,应变率曲线呈现出愈加明显的“双峰”特征,其第2波峰逐渐高于第1波峰.重复冲击作用下,当试样未破坏时,应力-应变曲线基本经历弹性加载、损伤演化和峰后回弹3个阶段,当试样经历最后一次冲击时,应力-应变曲线峰后段形状与试样的破坏程度有关.此外,试样破坏时的累积比能量越大,其破坏越严重,应变率曲线由“单峰”逐渐向“双峰”过渡.     

静态SCB实验技术的数值模拟

采用有限元程序对静态加载条件下半圆弯曲实验(简称,SCB)进行了数值模拟,得到了半圆弯拉试样底面中点的最大拉应力拟合公式。模拟结果表明:与巴西圆盘(简称,BD)实验相比,SCB实验用于测量脆性材料间接拉伸强度具有显著优点,主要表现在①试样最大拉应力点位置固定;②SCB实验有利于增大试样最大拉应力和压应力比值,脆性材料更易实现拉伸破坏。另外模拟结果发现试样顶端圆棒垫条会产生一定程度的应力集中,采用BD实验中的圆弧垫块可以很好解决该问题,因此文中又增加了不同圆心角的圆弧垫块的数值模拟,对公式进行了修正。