新型混凝土組合防護(hù)層的抗侵徹性能研究.pdf

1、目前，鋼纖維混凝土己成功應(yīng)用于軍事防護(hù)結(jié)構(gòu)以及核設(shè)施，然而，這些結(jié)構(gòu)可能受到火災(zāi)或高溫的破壞，同時(shí)還可能處于沖擊荷載的作用下。當(dāng)彈體侵徹混凝土防護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí)，由于彈體與混凝土之間的摩擦產(chǎn)生大量熱量，使得彈體周圍混凝土的溫度急劇升高，因此研究混凝土在高溫后的動(dòng)態(tài)性能就顯得尤為重要。因此，本文利用Φ40mmSHPB（Split Hopkins Pressure Bar）研究了鋼纖維混凝土高溫后的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能，在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一種具有良好的抗侵

2、徹性能的鋼纖維混凝土組合結(jié)構(gòu)，并對彈體侵徹混凝土的過程進(jìn)行了數(shù)值模擬。
　　本文首先對不同鋼纖維體積含量的混凝土高溫后的靜力學(xué)性能進(jìn)行了分析，利用SEM對鋼纖維混凝土受高溫后的顯微結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究。對混凝土抗壓強(qiáng)度和劈拉強(qiáng)度試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，得到混凝土的抗壓強(qiáng)度與溫度的關(guān)系符合Boltzmann函數(shù)；劈拉強(qiáng)度與溫度的關(guān)系符合：y+=Aeyt x/0。高溫后鋼纖維混凝土顯微結(jié)構(gòu)的變化與其宏觀力學(xué)性能的變化相一致，隨溫度的升高，混凝土基體

3、中水化產(chǎn)物的微觀形貌與組成表現(xiàn)出不同的特點(diǎn)，水泥石從致密逐漸變得疏松，裂紋逐漸增多，裂紋寬度變大，且相互貫通。高溫后，水泥石與集料兩者之間產(chǎn)生間隙和裂縫，破壞了兩者之間的粘結(jié)性能，同時(shí)，鋼纖維與水泥基體之間的粘結(jié)力也降低，較少了纖維傳遞荷載的能力。
　　采用應(yīng)變直測法與改進(jìn)的SHPB試驗(yàn)相結(jié)合的方法，準(zhǔn)確獲得高溫后鋼纖維混凝土在動(dòng)態(tài)沖擊荷載作用下的應(yīng)力-應(yīng)變曲線，避免了傳統(tǒng)SHPB試驗(yàn)在曲線初始階段人工取值的誤差。對鋼纖維混凝土高

4、溫后的SHPB試驗(yàn)表明：隨著溫度的升高，其極限應(yīng)力隨之降低，溫度對鋼纖維混凝土的彈性模量影響不大。與鋼纖維混凝土相比，鋼纖維活性粉末混凝土高溫后的SHPB試驗(yàn)試件破壞程度低，但是，隨著溫度的升高，各水膠比鋼纖維活性粉末混凝土的彈性模量有不同程度的降低。隨著水膠比的降低，高溫后SFRPC的動(dòng)態(tài)強(qiáng)度殘余率隨之降低，表明更低的水膠比在高溫時(shí)受到的損傷更大。
　　本文提出新型的混凝土防護(hù)層，采用多種材料復(fù)合的形式，設(shè)計(jì)活性粉末混凝土-蜂窩