外载荷作用下水泥砂浆复合材料中的弹性波波速分析
本文关键词: 弹性波 钢纤维增强水泥砂浆 P波 S波 载荷作用 相对波速 出处:《实验力学》2017年01期 论文类型:期刊论文
【摘要】:为研究水泥基复合材料中弹性波频散特性,应用主频分别为50kHz、300kHz和1MHz三种声波探头,对钢纤维体积含量分别为0.5%、1.0%和3.0%的三种钢纤维增强水泥砂浆试件进行了单轴压缩下的弹性波测试实验。结果表明:在加载初始阶段,P波波速随着载荷增大而明显增大,但这种增大趋势逐渐减弱,并达到一个较稳定的值。随着钢纤维体积含量增加,波速有增大趋势。S波具有类似趋势,但其增幅比P波小得多。三种材料均表现出一定的频散效应。为消除材料在初始加载过程的非线性特性影响,采用了相对波速的方法,并讨论了相对波速的频散效应。结合多组份未胶结模型和Hashin-Shtrikman上限模型,应用一种无量纲理论模型,对比分析了弹性波波速频散规律。
[Abstract]:In order to study the dispersion characteristics of elastic wave in cement matrix composites, three kinds of acoustic wave probes, the main frequency of 50 kHz and 1 MHz, were applied, and the volume content of steel fiber was 0.5%, respectively. Three kinds of steel fiber reinforced cement mortar specimens from 1.0% and 3.0% were tested under uniaxial compression. The results show that the wave velocity of P wave increases obviously with the increase of load at the initial stage of loading. However, this increasing trend gradually weakened, and reached a relatively stable value. With the increase of the volume content of steel fiber, the wave velocity has a trend of increasing. S wave has a similar trend. However, the increase of P wave is much smaller than that of P wave. The three kinds of materials show a certain dispersion effect. In order to eliminate the nonlinear effect of the material in the initial loading process, the method of relative wave velocity is adopted. The dispersion effect of relative wave velocity is discussed. A dimensionless theoretical model is applied in combination with the multicomponent uncemented model and the Hashin-Shtrikman upper bound model. The law of velocity dispersion of elastic wave is compared and analyzed.
【作者单位】: 中国科学技术大学中国科学院材料力学行为和设计重点实验室;
【基金】:国家自然科学基金(11272304,11472264,11672286)
【分类号】:O347.41;TB33
【正文快照】: 0引言为了提高水泥砂浆的抗拉、抗折、抗裂强度[1],将钢纤维作为“骨料”加入水泥砂浆中可制得钢纤维增强水泥砂浆。此材料广泛应用于大型房屋建筑、防护工程[2]等工程设施之中。由于钢纤维的加入,实际的施工作业时会在试件中产生孔洞甚至蜂窝等缺陷,而在受载和侵蚀等作用下,
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