冲击荷载作用下不均匀脆性材料动态弯拉强度提高机制研究

发布时间：2018-09-18 07:21

【摘要】：研究岩石、混凝土类不均匀脆性材料动态强度提高的机制。对不同加载速率下特殊设计的三点弯曲梁的破坏形态进行理论分析,提出其动强度提高的根源主要是材料的不均匀性和惯性效应联合作用的结果,并认为此类材料的静、动强度与其破坏后裂纹的发展路径有关。静态加载时,裂纹沿着混凝土的最薄弱面发展,材料破坏所需的能量较小;动态加载时,裂纹能够穿过部分高强度区域沿着能量释放更快的路径发展,所需的能量也相应增大,材料不均匀性对动强度提高的贡献显现出来,惯性效应也随着加载速率提高而逐渐显著;当加载速率超过某一临界值时,由材料不均匀性贡献的动强度将不再增长,只有惯性效应的贡献发挥作用。通过特殊设计的不均匀脆性材料三点弯曲梁准静态加载试验和不同速率的冲击试验对提出的理论进行验证,试验结果与理论设想基本相符。
[Abstract]:The mechanism of increasing dynamic strength of heterogeneous brittle materials such as rock and concrete is studied. The failure modes of three-point bending beams with special design under different loading rates are theoretically analyzed. It is pointed out that the root causes of the increase of dynamic strength are mainly the result of the combination of material inhomogeneity and inertial effect, and the static behavior of this kind of material is considered. The dynamic strength is related to the development path of crack after failure. Under static loading, the crack develops along the weakest surface of concrete, and the energy required for material failure is smaller, while under dynamic loading, the crack can develop along a faster path of energy release through some high strength regions, and the energy required increases accordingly. The contribution of material inhomogeneity to the increase of dynamic strength is revealed, and the inertial effect becomes more and more obvious with the increase of loading rate, and when the loading rate exceeds a certain critical value, the dynamic strength contributed by material inhomogeneity will not increase. Only the contribution of inertia effect comes into play. The proposed theory is verified by quasi static loading test of three point bending beam with special design and impact test of different rates. The experimental results are in good agreement with the theoretical assumption.
【作者单位】：西安理工大学岩土工程研究所;中国水利水电第三工程局有限公司;
【基金】：陕西省科技统筹创新工程重点实验室项目(2014SZS15 Z01) 水利部公益性行业科研专项经费项目专题(201501034 04) 西安理工大学博士基金资助项目(106 211104)
【分类号】：TU45

【参考文献】

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【共引文献】

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