圓柱形混凝土類材料試件靜動態(tài)特性試驗及數(shù)值模擬研究.pdf

1、混凝土類材料是一種典型的脆性材料，廣泛應(yīng)用于建筑、交通、水利、機場跑道、市政等建設(shè)工程以及抗侵徹爆炸等軍工方面。作為一種常用的材料，其靜動態(tài)力學(xué)性能一直是國內(nèi)外學(xué)者們研究的熱點。本文采用ABAQUS數(shù)值仿真軟件對準(zhǔn)靜態(tài)壓縮試驗下水泥砂漿試件的材料參數(shù)進行了敏感性和不確定性傳播分析、基于細觀模型就界面及骨料對混凝土試件靜態(tài)力學(xué)的影響及破壞機理進行了探討、使用SHPB試驗裝置對不同強度的水泥砂漿試采進行了動態(tài)壓縮試驗。
　　首先，本文

2、采用ABAQUS數(shù)值仿真軟件建立了準(zhǔn)靜態(tài)壓縮數(shù)值模型，對準(zhǔn)靜態(tài)壓縮過程中的試件尺寸參數(shù)、材料參數(shù)以及接觸參數(shù)進行了敏感性和不確定性傳播分析，結(jié)果表明:(1)柱形水泥砂漿試件準(zhǔn)靜態(tài)壓縮數(shù)值仿真結(jié)果與試驗結(jié)果吻合較好，驗證了數(shù)值仿真模型的合理性和可行性;(2)端面摩擦產(chǎn)生的側(cè)向圍壓效應(yīng)與試件長徑比有很大關(guān)系。長徑比為0.5的試件參數(shù)敏感性排序為D＞μ＞β＞L＞E;長徑比為2的試件參數(shù)敏感性排序為D＞L＞E＞μ＞β;(3)長徑比為2的試件在準(zhǔn)

3、靜態(tài)壓縮狀態(tài)下獲得的壓力-位移曲線結(jié)果離散度比長徑比為0.5的試件小，符合混凝土類材料單軸靜態(tài)壓縮試驗設(shè)計要求，同時也驗證了敏感性和不確定性傳播分析的合理性。
　　其次，基于細觀力學(xué)，對水泥砂漿試件與含球形骨料混凝土試件的數(shù)值模擬結(jié)果進行了對比。結(jié)果表明:界面的存在使得試件承受的壓力峰值所對應(yīng)的位移值變?。捶蔷€性行為提前），證明了在受壓下界面過渡區(qū)由于許多孔隙的存在使得其最先受到破壞。同時驗證了混凝土試件的宏觀破壞是建立在細觀損

4、傷的基礎(chǔ)上，細觀損傷是破壞的內(nèi)因和根本，試件的宏觀破壞是細觀損傷的累積和發(fā)展的結(jié)果。
　　文章最后采用SHPB試驗裝置對強度為C25和C45的兩種水泥砂漿試件進行了動態(tài)壓縮試驗，結(jié)合高速攝影裝置分析了其破壞機理，并通過三波法對試驗數(shù)據(jù)的有效性進行了驗證，結(jié)果表明:(1)同一種強度水泥砂漿試件在SHPB動態(tài)壓縮試驗中其應(yīng)力峰值隨應(yīng)變率增大而增大，而應(yīng)力峰值對應(yīng)的應(yīng)變值隨著應(yīng)變率的增大而減小;(2)在同一應(yīng)變率下，應(yīng)力峰值隨水泥砂漿試