基于SHPB试验的重晶石混凝土动态压缩性能研究
发布时间：2021-08-10 12:25
重晶石混凝土因原材料丰富、价格低廉、防辐射性能优,现已作为公认的防辐射混凝土,普遍应用于我国国防、医疗、核能建设等特种工程实际。但目前,学者们对于该材料的研究停留于其准静态力学性能的探讨上,对于其在中高应变率下的动力学研究少之又少。因此,本课题为补充重晶石混凝土在冲击荷载下的动力学研究,主要完成了以下两项工作:（1）采用南华大学φ100mm霍普金森压杆（SHPB）装置,在5种加载条件下,分别对C30、C40、C50共3种强度等级的重晶石混凝土、普通混凝土进行了动态压缩试验。在31s-1-128s-1应变率下,对比分析了两种材料动态压缩性能的异同,在考虑材料强度等级因素的影响下,依次从试验可靠性分析、试验现象、原始波形图、应力-应变曲线、应变率效应共五个大点对试验结果作出了重点阐述。（2）在本试验工况下,利用LS-DYNA程序与K&C模型单独对重晶石混凝土完成了SHPB模拟分析。对比试验数据,模拟也从试件的破坏情况、应力-应变曲线、动态抗压强度、动态压缩变形共4个大点对强度等级因素影响下重晶石混凝土的动态压缩性能做出了综合考量。最后综合...
【文章来源】：南华大学湖南省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
李富荣等[6]
李韬[11]
5图1.3张忠孝[19]采用的一级轻气炮试验系统1.2.1.5小结综上所述，不同试验装置各有其适用的应变率范围要求，为保证试验结果的有效性，我们应视研究内容的不同，对待试验装置的选取须量体裁衣，择而优而用。对待混凝土类材料：当研究其蠕变及准静态下的力学性能时（应变率不大于10-3ｓ-1），宜选用液压伺服加载系统；当研究低应变率下的动力性能时（应变率不大于10ｓ-1），宜选用落锤加载试验系统；当研究中高应变率下的动力性能时（应变率不大于104ｓ-1），宜选用SHPB加载系统；当研究更高应变率下的动力性能时（应变率大于104ｓ-1），宜选用射弹试验系统。因此，针对本文研究的是中高应变率下重晶石混凝土的动态压缩力学性能，选用SHPB压杆系统开展试验再合适不过。1.2.2本构模型混凝土类材料的动态本构模型是研究其结构动力学性能的理论根本，它能表征材料力学行为与状态变量间的变化规律关系。当下，较常用的混凝土类材料的动态本构模型可归为以下几类，但至今还没有一种本构模型能被普遍认可用来全面描述混凝土的真实动态响应。1.2.2.1经验公式经验公式是以大量的试验研究为基础，回归分析试验数据，通过总结混凝土的动态抗压强度、变形等力学参数与应变率间的关系建立的数学公式。当前，关于上述力学参数与应变率关系的认识仍未统一。目前，针对混凝土类材料，学者们通常是用其动、静态下相对应的力学参数值的比值，即DIF（动态增大系数）来研究其各力学特性的应变率效应。对于动态拉压强度，当前关于其DIF表达式的研究成果主要可分为对数表达式[21-25]、幂函数表达式[12,26,27]以及分段函数表达式[28-32]；对于其他力学特性，国内外的研究学者们也陆续完成了试验结果的回归分析，?
【参考文献】：
期刊论文
[1]一级重晶石防辐射混凝土的配制与施工技术[J]. 王芳利. 中国标准化. 2019(12)
[2]普通混凝土基本受力形态动力性能试验研究[J]. 李富荣,余振鹏,孙厚超. 材料导报. 2019(12)
[3]高强混凝土动态压缩试验分析[J]. 高光发,郭扬波. 爆炸与冲击. 2019(03)
[4]重晶石防辐射混凝土的制备与泵送施工[J]. 李政统,黄红俊. 混凝土与水泥制品. 2017(09)
[5]高温下混凝土动态强度特性[J]. 张宗刚,许金余,苏灏扬,刘志群. 硅酸盐通报. 2015(02)
[6]不同尺寸混凝土试件的动力特性探讨[J]. 闫东明,李贺东,刘金涛,郑洪能. 水利学报. 2014(S1)
[7]台山EPR核电站重晶石防辐射混凝土施工控制[J]. 杨洋,李政,刘军. 施工技术. 2013(10)
[8]重晶石防辐射混凝土设计及性能研究[J]. 佘子盈. 混凝土. 2013(01)
[9]重晶石防辐射混凝土的施工[J]. 刘桐,刘友忠,徐风广,孙梅. 混凝土与水泥制品. 2011(02)
[10]不同应变率下混凝土受压损伤试验研究[J]. 肖诗云,张剑. 土木工程学报. 2010(03)
博士论文
[1]混凝土动力冲击性能试验与细观数值仿真研究[D]. 武明鑫.清华大学 2015
[2]不同应变率下混凝土力学性能的试验研究[D]. 张玉敏.北京工业大学 2012
[3]混凝土动态力学性能试验与理论研究[D]. 闫东明.大连理工大学 2006
[4]混凝土率型本构模型及其在拱坝动力分析中的应用[D]. 肖诗云.大连理工大学 2002
硕士论文
[1]重晶石混凝土受压落锤试验研究与细观数值模拟[D]. 程凯.南华大学 2018
[2]不同应变率下混凝土动态力学性能试验研究[D]. 刘练.湖南大学 2017
[3]重晶石混凝土动力劈拉性能的试验研究[D]. 钟依言.南华大学 2017
[4]冲击荷载作用下重晶石混凝土力学性能研究[D]. 李韬.南华大学 2015
[5]冲击荷载作用下混凝土动力性能试验研究及有限元分析[D]. 帅晓蕾.湖南大学 2013
[6]高强混凝土动态抗压力学性能的试验研究[D]. 刘俊飞.河北工业大学 2012
[7]应力状态相关的混凝土动态损伤演化规律实验研究[D]. 张忠孝.宁波大学 2011
[8]重晶石防辐射混凝土配合比设计及其性能研究[D]. 陈清己.中南大学 2010
本文编号：3334059
【文章来源】：南华大学湖南省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
李富荣等[6]
李韬[11]
5图1.3张忠孝[19]采用的一级轻气炮试验系统1.2.1.5小结综上所述，不同试验装置各有其适用的应变率范围要求，为保证试验结果的有效性，我们应视研究内容的不同，对待试验装置的选取须量体裁衣，择而优而用。对待混凝土类材料：当研究其蠕变及准静态下的力学性能时（应变率不大于10-3ｓ-1），宜选用液压伺服加载系统；当研究低应变率下的动力性能时（应变率不大于10ｓ-1），宜选用落锤加载试验系统；当研究中高应变率下的动力性能时（应变率不大于104ｓ-1），宜选用SHPB加载系统；当研究更高应变率下的动力性能时（应变率大于104ｓ-1），宜选用射弹试验系统。因此，针对本文研究的是中高应变率下重晶石混凝土的动态压缩力学性能，选用SHPB压杆系统开展试验再合适不过。1.2.2本构模型混凝土类材料的动态本构模型是研究其结构动力学性能的理论根本，它能表征材料力学行为与状态变量间的变化规律关系。当下，较常用的混凝土类材料的动态本构模型可归为以下几类，但至今还没有一种本构模型能被普遍认可用来全面描述混凝土的真实动态响应。1.2.2.1经验公式经验公式是以大量的试验研究为基础，回归分析试验数据，通过总结混凝土的动态抗压强度、变形等力学参数与应变率间的关系建立的数学公式。当前，关于上述力学参数与应变率关系的认识仍未统一。目前，针对混凝土类材料，学者们通常是用其动、静态下相对应的力学参数值的比值，即DIF（动态增大系数）来研究其各力学特性的应变率效应。对于动态拉压强度，当前关于其DIF表达式的研究成果主要可分为对数表达式[21-25]、幂函数表达式[12,26,27]以及分段函数表达式[28-32]；对于其他力学特性，国内外的研究学者们也陆续完成了试验结果的回归分析，?
【参考文献】：
期刊论文
[1]一级重晶石防辐射混凝土的配制与施工技术[J]. 王芳利. 中国标准化. 2019(12)
[2]普通混凝土基本受力形态动力性能试验研究[J]. 李富荣,余振鹏,孙厚超. 材料导报. 2019(12)
[3]高强混凝土动态压缩试验分析[J]. 高光发,郭扬波. 爆炸与冲击. 2019(03)
[4]重晶石防辐射混凝土的制备与泵送施工[J]. 李政统,黄红俊. 混凝土与水泥制品. 2017(09)
[5]高温下混凝土动态强度特性[J]. 张宗刚,许金余,苏灏扬,刘志群. 硅酸盐通报. 2015(02)
[6]不同尺寸混凝土试件的动力特性探讨[J]. 闫东明,李贺东,刘金涛,郑洪能. 水利学报. 2014(S1)
[7]台山EPR核电站重晶石防辐射混凝土施工控制[J]. 杨洋,李政,刘军. 施工技术. 2013(10)
[8]重晶石防辐射混凝土设计及性能研究[J]. 佘子盈. 混凝土. 2013(01)
[9]重晶石防辐射混凝土的施工[J]. 刘桐,刘友忠,徐风广,孙梅. 混凝土与水泥制品. 2011(02)
[10]不同应变率下混凝土受压损伤试验研究[J]. 肖诗云,张剑. 土木工程学报. 2010(03)
博士论文
[1]混凝土动力冲击性能试验与细观数值仿真研究[D]. 武明鑫.清华大学 2015
[2]不同应变率下混凝土力学性能的试验研究[D]. 张玉敏.北京工业大学 2012
[3]混凝土动态力学性能试验与理论研究[D]. 闫东明.大连理工大学 2006
[4]混凝土率型本构模型及其在拱坝动力分析中的应用[D]. 肖诗云.大连理工大学 2002
硕士论文
[1]重晶石混凝土受压落锤试验研究与细观数值模拟[D]. 程凯.南华大学 2018
[2]不同应变率下混凝土动态力学性能试验研究[D]. 刘练.湖南大学 2017
[3]重晶石混凝土动力劈拉性能的试验研究[D]. 钟依言.南华大学 2017
[4]冲击荷载作用下重晶石混凝土力学性能研究[D]. 李韬.南华大学 2015
[5]冲击荷载作用下混凝土动力性能试验研究及有限元分析[D]. 帅晓蕾.湖南大学 2013
[6]高强混凝土动态抗压力学性能的试验研究[D]. 刘俊飞.河北工业大学 2012
[7]应力状态相关的混凝土动态损伤演化规律实验研究[D]. 张忠孝.宁波大学 2011
[8]重晶石防辐射混凝土配合比设计及其性能研究[D]. 陈清己.中南大学 2010
本文编号：3334059
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