鋼纖維混凝土動力特性

目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2 鋼纖維混凝土適用于防護工程的特性 2
1.2.1 強度和韌性 2
1.2.2 疲勞性能 3
1.2.3 物理耐久性 3
1.2.4 化學耐久性 3
1.2.5 電磁波吸收性能 4
1.2.6 綜合經濟效益 4
1.3 國內外混凝土動力特性研究概況 5
1.3.1 混凝土的沖擊壓縮性能概況 6
1.3.2 混凝土的沖擊拉伸性能概況 13
1.3.3 混凝土的高壓狀態(tài)方程概況 16
1.4 本書的研究內容 18
第2章 鋼纖維混凝土制備技術和主要靜態(tài)力學性能 19
2.1 鋼纖維混凝土制備技術 19
2.1.1 原材料的選擇 19
2.1.2 施工工藝 21
2.1.3 影響纖維在拌合料中分散均勻性的主要因素 23
2.2 鋼纖維混凝土主要靜態(tài)力學性能 24
2.2.1 測試與計算方法 24
2.2.2 測試結果 25
2.2.3 鋼纖維混凝土靜態(tài)力學性能的影響因素分析 31
2.3 小結 35
第3章 鋼纖維混凝土準靜態(tài)單軸受壓特性 38
3.1 概述 38
3.2 單軸受壓試驗設備、測試與計算方法 43
3.2.1 試驗設備 43
3.2.2 測試與計算方法 45
3.3 鋼纖維混凝土單軸受壓試驗結果 46
3.3.1 測試與計算結果 46
3.3.2 破壞形態(tài) 51
3.4 鋼纖維混凝土單軸受壓試驗結果分析 53
3.4.1 破壞過程與形態(tài) 53
3.4.2 軸心抗壓強度和韌度的影響因素分析 54
3.4.3 彈性模量與泊松比的影響因素分析 57
3.4.4 聚丙烯纖維-鋼纖維復合增強和增韌效果 58
3.5 鋼纖維混凝土單軸受壓應力-應變曲線方程 58
3.5.1 應力-應變曲線的特點分析 58
3.5.2 曲線方程的數(shù)學推導 59
3.5.3 曲線方程參數(shù)的確定 62
3.6 小結 63
第4章 鋼纖維混凝土抗沖擊壓縮特性 65
4.1 概述 65
4.1.1 鋼纖維混凝土動態(tài)本構關系的重要性 65
4.1.2 應力波在不同介質界面上的反射和透射 66
4.1.3 SHPB裝置及其在混凝土材料中的應用現(xiàn)狀 68
4.2 沖擊壓縮試驗設備、測試與計算方法 69
4.2.1 SHPB裝置及試驗原理簡介 69
4.2.2 應變測試技術 71
4.2.3 SHPB計算方法 72
4.3 SHPB誤差分析與試塊尺寸的確定 74
4.3.1 彌散效應與應力不均勻性 74
4.3.2 界面摩擦效應 75
4.3.3 接觸面平整性的影響 76
4.3.4 慣性效應 76
4.3.5 二維效應 77
4.3.6 試塊尺寸與表面加工 77
4.4 試驗結果 78
4.5 試驗結果分析 85
4.5.1 波形分析 85
4.5.2 動態(tài)力學性能分析 86
4.5.3 破壞形態(tài)分析 88
4.6 鋼纖維混凝土動態(tài)本構方程 89
4.6.1 本構方程概述 89
4.6.2 已有應變率相關性動態(tài)本構方程簡介 90
4.6.3 鋼纖維混凝土動態(tài)本構方程 91
4.7 小結 96
第5章 鋼纖維混凝土抗沖擊拉伸特性 98
5.1 試驗設備與原理 98
5.1.1 沖擊劈裂拉伸 98
5.1.2 層裂 100
5.2 鋼纖維混凝土抗沖擊拉伸試驗結果 103
5.3 試驗結果分析 108
5.3.1 沖擊劈裂抗拉強度與層裂強度的區(qū)別 109
5.3.2 沖擊劈裂抗拉強度與靜態(tài)劈裂抗拉強度的區(qū)別 109
5.3.3 鋼纖維對沖擊拉伸性能的影響 109
5.3.4 鋼纖維對沖擊拉伸破壞形態(tài)的影響 110
5.4 小結 111
第6章 活性粉末混凝土高壓狀態(tài)方程 112
6.1 概述 112
6.2 試驗設備及測試原理 113
6.2.1 一級輕氣炮的組成 113
6.2.2 飛片速度測量 115
6.2.3 沖擊波壓力測量 116
6.3 試驗設計 118
6.3.1 飛片、靶片尺寸設計 118
6.3.2 彈靶安裝設計 119
6.4 試驗過程與結果 120
6.4.1 試驗過程 120
6.4.2 試驗結果 120
6.5 試驗結果分析 127
6.5.1 波形分析 127
6.5.2 拉格朗日分析 128
6.5.3 活性粉末混凝土的壓力時程曲線與應力-應變關系分析 129
6.5.4 試塊破壞形態(tài)分析 131
6.6 活性粉末混凝土的高壓狀態(tài)方程 131
6.6.1 試驗數(shù)據(jù)處理 131
6.6.2 沖擊絕熱曲線的建立 132
6.7 分析與討論 138
6.8 小結 138
第7章 鋼纖維混凝土抗沖擊仿真 139
7.1 數(shù)值仿真方法 139
7.1.1 LS-DYNA簡介 139
7.1.2 程序的算法 139
7.1.3 混凝土的本構模型及參數(shù) 141
7.2 鋼纖維混凝土SHPB沖擊仿真與分析 144
7.2.1 單元的劃分 144
7.2.2 應力波傳播情況及波形圖 144
7.2.3 混凝土應力-應變曲線結果與分析 146
7.2.4 混凝土破壞過程結果及分析 149
7.3 活性粉末混凝土一級輕氣炮沖擊仿真與分析 157
7.3.1 模型的建立及仿真結果分析 157
7.3.2 活性粉末混凝土D-u Hugoniot曲線的建立 159
7.3.3 活性粉末混凝土高壓狀態(tài)方程仿真和分析 167
7.4 小結 169
參考文獻 171