橡胶粉改性活性粉末混凝土冲击压缩性能研究

发布时间：2020-07-04 21:30

【摘要】：活性粉末混凝土(Reactive Powder Concrete,RPC)作为一种超高性能混凝土,具有超高强度、高耐久性、体积稳定性良好等优点,在建筑结构、核工程和抗爆结构等领域得到了广泛的应用。在实际工程应用中,活性粉末混凝土不可避免的承受撞击、地震、爆炸等动力荷载,此时混凝土表现出不同于准静态加载时的力学特性,对活性粉末混凝土的抗冲击性能提出了更高的要求。而目前关于活性粉末混凝土的研究多集中在制备技术、准静态力学性能等方面的研究,对于冲击荷载作用下的动态力学性能和冲击韧性的研究相对较少,因此本文针对这方面进行了系统的研究。本文采用?38mm分离式霍普金森压杆试验装置,对不同橡胶粉掺量(等体积替代法,0%、5%、10%和15%)的活性粉末混凝土进行了不同应变率下的冲击压缩试验,得到了橡胶粉改性RPC的冲击破坏形态和应力-应变曲线,分析了橡胶粉改性RPC峰值应力和峰值应变的应变率效应。研究结果表明,橡胶粉改性RPC是一种应变率敏感材料,其中峰值应力随着应变率的增大而增加,而随着橡胶粉掺量的增加,材料的动力增长系数不断增大;峰值应变随着应变率的增大而增大,橡胶粉的掺入会增大试件的峰值应变。引入比能量吸收指标评价材料的冲击韧性,结果表明橡胶粉改性RPC的冲击韧性随着应变率的增大而增强,最大增幅达25.6%,随着橡胶粉掺量的增加而增强。根据应变等价性假说建立材料动态损伤本构模型,基于Weibull分布确定材料的损伤变量D。该动态损伤模型参数简单,使用方便,可以通过参数m值反映材料的韧性;将计算所得橡胶粉改性RPC动态损伤本构模型与试验曲线对比,两者具有较好的一致性,验证了该模型的有效性。采用ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件,建立橡胶粉改性RPC在冲击荷载作用下的有限元模型,确定材料HJC本构模型参数,获得了试件在整个加载过程中应力、应变变化规律,再现了试件的冲击破坏形态,数值模拟结果与试验结果吻合度较高。RPC在抗冲击、抗爆结构中的应用是目前混凝土材料的前沿研究,本文系统的分析了橡胶粉改性RPC的动态力学性能,提升了材料的抗冲击性能和冲击韧性,使RPC在工程领域中的应用更具优势。
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU528
【图文】：

天津大学硕士学位论文计中考虑了 RPC 的弯拉应力和延性，满足设计使用要求构获得 Nova 奖提名。如图 1-2 所示，在我国青藏铁路桥长江等[10]配制出立方体抗压强度为 180MPa，抗折强度研究了其工作性能、力学性能和耐久性，并将 RPC 应设，验证了人行道板和支架设计的合理性，承载能力满

天津大学硕士学位论文设计中考虑了 RPC 的弯拉应力和延性，满足设计使用要求，结构获得 Nova 奖提名。如图 1-2 所示，在我国青藏铁路桥梁敖长江等[10]配制出立方体抗压强度为 180MPa，抗折强度大0，研究了其工作性能、力学性能和耐久性，并将 RPC 应用于建设，验证了人行道板和支架设计的合理性，承载能力满足图 1-1 加拿大魁北克人行桥

【参考文献】

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本文编号：2741616