圓柱形混凝土類材料試件靜動(dòng)態(tài)特性試驗(yàn)及數(shù)值模擬研究.pdf

1、混凝土類材料是一種典型的脆性材料，廣泛應(yīng)用于建筑、交通、水利、機(jī)場(chǎng)跑道、市政等建設(shè)工程以及抗侵徹爆炸等軍工方面。作為一種常用的材料，其靜動(dòng)態(tài)力學(xué)性能一直是國(guó)內(nèi)外學(xué)者們研究的熱點(diǎn)。本文采用ABAQUS數(shù)值仿真軟件對(duì)準(zhǔn)靜態(tài)壓縮試驗(yàn)下水泥砂漿試件的材料參數(shù)進(jìn)行了敏感性和不確定性傳播分析、基于細(xì)觀模型就界面及骨料對(duì)混凝土試件靜態(tài)力學(xué)的影響及破壞機(jī)理進(jìn)行了探討、使用SHPB試驗(yàn)裝置對(duì)不同強(qiáng)度的水泥砂漿試采進(jìn)行了動(dòng)態(tài)壓縮試驗(yàn)。
　　首先，本文

2、采用ABAQUS數(shù)值仿真軟件建立了準(zhǔn)靜態(tài)壓縮數(shù)值模型，對(duì)準(zhǔn)靜態(tài)壓縮過程中的試件尺寸參數(shù)、材料參數(shù)以及接觸參數(shù)進(jìn)行了敏感性和不確定性傳播分析，結(jié)果表明:(1)柱形水泥砂漿試件準(zhǔn)靜態(tài)壓縮數(shù)值仿真結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合較好，驗(yàn)證了數(shù)值仿真模型的合理性和可行性;(2)端面摩擦產(chǎn)生的側(cè)向圍壓效應(yīng)與試件長(zhǎng)徑比有很大關(guān)系。長(zhǎng)徑比為0.5的試件參數(shù)敏感性排序?yàn)镈＞μ＞β＞L＞E;長(zhǎng)徑比為2的試件參數(shù)敏感性排序?yàn)镈＞L＞E＞μ＞β;(3)長(zhǎng)徑比為2的試件在準(zhǔn)

3、靜態(tài)壓縮狀態(tài)下獲得的壓力-位移曲線結(jié)果離散度比長(zhǎng)徑比為0.5的試件小，符合混凝土類材料單軸靜態(tài)壓縮試驗(yàn)設(shè)計(jì)要求，同時(shí)也驗(yàn)證了敏感性和不確定性傳播分析的合理性。
　　其次，基于細(xì)觀力學(xué)，對(duì)水泥砂漿試件與含球形骨料混凝土試件的數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比。結(jié)果表明:界面的存在使得試件承受的壓力峰值所對(duì)應(yīng)的位移值變?。捶蔷€性行為提前），證明了在受壓下界面過渡區(qū)由于許多孔隙的存在使得其最先受到破壞。同時(shí)驗(yàn)證了混凝土試件的宏觀破壞是建立在細(xì)觀損

4、傷的基礎(chǔ)上，細(xì)觀損傷是破壞的內(nèi)因和根本，試件的宏觀破壞是細(xì)觀損傷的累積和發(fā)展的結(jié)果。
　　文章最后采用SHPB試驗(yàn)裝置對(duì)強(qiáng)度為C25和C45的兩種水泥砂漿試件進(jìn)行了動(dòng)態(tài)壓縮試驗(yàn)，結(jié)合高速攝影裝置分析了其破壞機(jī)理，并通過三波法對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的有效性進(jìn)行了驗(yàn)證，結(jié)果表明:(1)同一種強(qiáng)度水泥砂漿試件在SHPB動(dòng)態(tài)壓縮試驗(yàn)中其應(yīng)力峰值隨應(yīng)變率增大而增大，而應(yīng)力峰值對(duì)應(yīng)的應(yīng)變值隨著應(yīng)變率的增大而減小;(2)在同一應(yīng)變率下，應(yīng)力峰值隨水泥砂漿試