基于細(xì)觀層次的混凝土SHPB實(shí)驗(yàn)數(shù)值模擬研究.pdf

1、混凝土因其優(yōu)良的力學(xué)性能在當(dāng)今各類建筑工程中使用非常廣泛?；炷猎诠ぷ鲿r(shí)除了承受靜荷載作用外，還要承受碰撞沖擊、爆炸等動(dòng)態(tài)荷載的作用，特別是如橋墩、水壩、礦山安全支護(hù)工程及軍事防護(hù)工程等，關(guān)系民生和國家安全。研究其在沖擊荷載作用下的力學(xué)性能以及破壞過程和破壞準(zhǔn)則就顯得愈加重要和迫切。
　　以往的研究大多將混凝土視為平均化和均勻化的宏觀連續(xù)體，而實(shí)際上混凝土材料內(nèi)部包括粗骨料、水泥砂漿、骨料周圍薄弱的界面過渡區(qū)、孔隙及裂紋等，呈現(xiàn)出

2、多相不均性，特別是在高速動(dòng)力作用下，各相介質(zhì)對混凝土性能的影響將會(huì)被凸顯?；羝战鹕?SHPB)實(shí)驗(yàn)是研究混凝土動(dòng)態(tài)性能使用最為廣泛的一種方法，許多混凝土動(dòng)態(tài)特性研究成果都在該實(shí)驗(yàn)下誕生或被驗(yàn)證。因此，論文從細(xì)觀角度出發(fā)，研究混凝土中骨料粒徑和含量、砂漿強(qiáng)度、界面等對霍普金森(SHPB)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，具有重要的價(jià)值和意義。
　　參閱國內(nèi)外大量文獻(xiàn)，歸納總結(jié)影響混凝土動(dòng)態(tài)強(qiáng)度的主要因素。在此基礎(chǔ)上運(yùn)用顯示動(dòng)力分析軟件 ANSYS/L

3、S-DYNA，圍繞各相介質(zhì)對混凝土動(dòng)強(qiáng)度的敏感性展開工作。具體工作如下：
　　(1)采用蒙特卡羅方法，產(chǎn)生骨料顆粒在試件中的隨機(jī)位置，建立了圓柱體兩相和三相細(xì)觀數(shù)值模型，實(shí)現(xiàn)有限元網(wǎng)格自動(dòng)剖分，自動(dòng)識(shí)別各種單元材料并賦值。
　　(2)通過實(shí)驗(yàn)和理論研究，分別推導(dǎo)出有效的骨料和砂漿 HJC本構(gòu)模型參數(shù)。
　　(3)建立混凝土 SHPB計(jì)算模型，結(jié)合一維應(yīng)力波理論基礎(chǔ)和混凝土強(qiáng)度的率相關(guān)特性，驗(yàn)證模型的有效性。