端面摩擦效應對砂漿類材料動靜態(tài)壓縮性能的影響機制.pdf

1、砂漿材料是一種典型脆性材料，被廣泛用于各類土木工程建設中。機場跑道、水電站大壩、核電站、海岸設施、化工廠、軍事工程等建筑經(jīng)常受到?jīng)_擊或爆炸荷載的作用，這些重要工程其使用的主要材料都是砂漿類材料，其靜動態(tài)壓縮性能一直都是國內(nèi)外學者的研究熱點，但是對于其側向約束的研究討論較少，實驗的邊界條件描述都不夠全面，比如端面是否有潤滑，接觸端面間的摩擦系數(shù)大小等，都沒有詳細介紹，且端面存在摩擦時，試件尺寸（厚徑比）的影響也需考慮。
　　本文為了

2、研究端面摩擦和厚徑比對砂漿類材料動靜態(tài)壓縮性能的影響，首先通過準靜態(tài)壓縮試驗來考察砂漿材料的靜力壓縮性能。通過試驗研究發(fā)現(xiàn)，端面摩擦和試件厚徑比兩種效應以某種機制相互耦合，共同影響圓柱形試件靜力壓縮性能。在砂漿試件準靜態(tài)壓縮試驗研究的的基礎上，采用 ABAQUS軟件建立靜態(tài)壓縮數(shù)值模型，對靜態(tài)壓縮過程中的試件厚徑比以及端面摩擦系數(shù)進行了精細參數(shù)分析，發(fā)現(xiàn)試件端面無摩擦時，無論厚徑比怎樣變化，試件實際處于一維應力狀態(tài)，當試件端面有摩擦時，

3、摩擦系數(shù)越大厚徑比越小其抗壓強度越高，此時試件實際處于復雜應力狀態(tài)。
　　其次，通過分離式霍普金森壓桿（SHPB）試驗來考察砂漿材料的動態(tài)壓縮性能，重點研究端面摩擦與試件厚徑比兩因素對砂漿材料動態(tài)壓縮性能的影響。通過本次試驗發(fā)現(xiàn)，端面摩擦與試件厚徑比兩種效應以某種機制相互耦合，共同影響圓柱形砂漿試件動態(tài)壓縮性能。在砂漿圓柱形試件動態(tài)壓縮試驗研究的基礎上，采用 ABAQUS軟件建立SHPB數(shù)值模型，對動態(tài)壓縮過程中的試件厚徑比以及摩

4、擦系數(shù)進行分析，發(fā)現(xiàn)當試件與桿端無摩擦時，厚徑比大小對其動態(tài)強度增強無影響，試件在動力加載過程中不受因端面摩擦引起的側向約束限制，此時DIF隨著應變率增強是因為砂漿材料本身的率敏感性與慣性效應引起的。而當試件與桿端的界面有摩擦時，摩擦系數(shù)一定，厚徑比越小，其 DIF值隨之逐漸增大，即動態(tài)抗壓強度也逐漸增強；當厚徑比一定而摩擦系數(shù)越大時，其DIF值越大，在這里我們引入了DIF*這一概念，即試件動態(tài)抗壓強度與相同工況下（相同厚徑比與端面摩擦