从物理机制角度探讨描述混凝土本构的途径

１混凝土的内部结构以宏观水平而论,混凝土可视为由集料颗粒分散在水泥浆基体中所组成的两相材料。但是,在应力作用下混凝土的行为许多方面只能将水泥浆集料界面视为混凝土结构的第三相———过渡区相,才能作出解释。过渡区相,它代表着粗集料颗粒与硬化水泥浆体之间...     

盐岩动静态劈裂拉伸强度实验研究

以盐岩的动、静态拉伸强度和破坏模式为主要研究目的,采用电子万能材料试验机和经过透射信号放大和波形整形的SHPB装置进行了盐岩平台巴西圆盘试件的动、静态劈裂拉伸实验,获得了盐岩动、静态情况下的抗拉强度和拉伸应力时程曲线,分析了盐岩动态拉伸强度和破坏形式随应变率的变化关系.实验表明,盐岩在1.41 s-1、2.07s-1、...     

基于ANSYS的霍普金森拉杆装置设计研究

分离式霍普金森拉杆(Split Hopkinson Tension Bar,SHTB)装置被广泛用于研究材料的动态抗拉力学性能,对SHTB来说,入射拉伸波的峰值大小、脉冲时长及脉冲升时等直接关系拉伸实验结果的准确性.目前尚无系统性地对入射拉伸波的产生尤其是实验装置中各部件的尺寸对入射波波形影响的研究.采用ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件对SHTB实验装置中入射波产生过程的波形叠加、幅值等问题进行数值分析,为改进SHTB实验装置提供了设计依据.     

砂浆–花岗岩ITZ动态直接拉伸力学性能的试验研究

砂浆–骨料的界面过渡区(interfacial transition zone,简称ITZ)被认为是混凝土结构的"最薄弱环节"。为探究不同的应变率、试件长径比及骨料表面粗糙度对砂浆–花岗岩ITZ动态拉伸性能的影响规律,利用大直径(?75 mm)分离式Hopkinson拉杆(SHTB)装置对砂浆–花岗岩复合试件进行动态直接拉伸试验。研究结果表明:(1)随应变率的增大,ITZ的抗拉强度会相应提高,故表现出一定的率敏感性,并且其率敏感性与骨料粗糙度密切相关;(2)ITZ的平均抗拉强度随着骨料表面粗糙度的增大而降低;(3)相同加载气压下,ITZ的平均抗拉强度随长径比的增大而明显下降,且其下降幅度会随骨料表面粗糙度的增大而减小。     

硬质聚氨酯泡沫动静态劈裂拉伸的试验研究

利用双立柱微机控制电子万能试验机并结合应变分析测量系统对密度为0.54 g/cm3和0.62 g/cm3的2种硬质聚氨酯泡沫（RPUF）进行准静态劈裂以及利用分离式霍普金森压杆对密度为0.62 g/cm3的RPUF进行动态劈裂,试验研究主要考虑应变率、密度和长径比3个影响因素。结果表明,在RPUF的准静态劈裂试验中,其抗拉强度、弹性模量均随应变率的增大而提高,而随长径比的增大却呈现降低的趋势;此外,RPUF的抗拉强度与密度也有着密切关系,即材料密度越大,抗拉强度越高,而对于较高密度的材料,当应变率达到一定值后,其抗拉强度的变化不再明显;在动态劈裂试验中,RPUF的DIF值随应变率的增大而明显升高且呈非线性增长的趋势,而抗拉强度、弹性模量均随长径比的增大而降低。     

用于测量材料高温动态力学性能的SHPB技术

分离式Hopkinson杆技术已广泛应用于测量材料的动态力学性能,但在测量材料高温动态力学性能方面还存在一些问题。论述了目前采用Hopkinson杆测量材料高温动态力学性能的一些技术方法和实验装置,重点讨论了单独加热试件并快速对杆的实验方法,并提出一些需要解决的问题和发展方向。     

高温条件下混凝土动态抗压性能试验研究

应用分离式霍普金森压杆(Split Hopkinson pressyre bar,SHPB)和电阻式高温加热炉开展了高温条件下混凝土的动态抗压性能试验研究。试验过程中分别对混凝土试件进行了不同温度条件下(20、200、400、600、800℃)的静、动态压缩试验,获得了混凝土试件在不同温度条件下的应力-应变曲线。通过对应力-应变曲线进行比较分析,研究温度和应变率对混凝土力学性能的影响。试验结果表明,混凝土具有明显的应变率强化效应和温度损伤效应。在各试验温度下,混凝土的动态抗压强度随着应变率的提高而提高;同一加载速度下,混凝土的动态抗压强度随着试验温度的升高大幅度降低。     

围压与温度共同作用下盐岩的SHPB实验及数值分析

 在自主研制的可进行围压和温度共同加载的分离式Hopkinson压杆(SHPB)实验装置TSCPT-SHPB基础上,对盐岩在5～25 MPa围压作用下的轴向动力性能以及盐岩在40 ℃～80 ℃,0.0～0.5 MPa围压下进行实验研究,分析围压和应变率对盐岩在围压作用下轴向抗压强度动力增长系数(DIF)的影响,以及温度和围压对盐岩动态力学性能的影响。结果表明：在动态作用下,围压对盐岩延性的提高有显著影响;盐岩属率敏感性和温度敏感性材料,其峰值强度随应变率的提高而提高,在低围压下的提高幅度比高围压下显著,并得到实验范围内盐岩材料动力增长系数(DIF)与围压和应变率关系的表达式;在高应变率(400 s－1)条件下,盐岩的动态峰值强度随温度的升高而降低,并依据实验数据,拟合得到峰值强度在各实验温度下随围压变化的计算公式。为考虑应变软化效应,对ABAQUS有限元软件中的Drucker-Prager模型进行改进,并基于单向动态围压下的实验数据拟合的计算参数,对盐岩TSCP-SHPB实验进行数值模拟,模拟结果与实验结果吻合较好。     

再生混凝土动态直接拉伸的试验研究

利用大直径(75 mm)分离式霍普金森拉杆(SHTB),对再生粗骨料取代率分别为0%、25%、50%、75%和100%的5组圆柱体再生混凝土试样进行应变率范围为100~102s-1的动态直接拉伸实验,研究再生混凝土的动态直接拉伸力学性能及其破坏形态。试验结果表明,再生混凝土的抗拉强度随平均应变率的增加而增大,而再生混凝土的破坏形态与平均应变率有关,这表明再生混凝土具有明显的率敏感性。在相同水灰比下,再生混凝土准静态拉伸强度比普通混凝土低1.3%~15.9%,动态拉伸强度比普通混凝土低1.7%~29%,此研究为再生混凝土的工程应用提供一定的理论依据。