UHMWPE纖維混凝土靜三軸、動劈裂以及抗侵徹性能試驗研究.pdf

1、超高分子量聚乙烯（UHMWPE）纖維作為當今世界三大高科技纖維之一，具有眾多優(yōu)良性能。以其作為增強體的纖維混凝土復合材料具有強度高，韌性好等特點，因此可期望用于防護工程領域以改善混凝土抗拉強度低、脆性大等不利因素，提高結構的抗侵徹防護性能。實際應用中，防護結構往往處于多向受力、高速變形等復雜應力狀態(tài)，常規(guī)試驗結論往往難以滿足工程設計需求，這就要求對材料進行有針對性的試驗研究。本文基于上述研究背景，對 UHMWPE纖維混凝土分別進行了三軸

2、壓縮試驗、動態(tài)劈裂試驗以及侵徹試驗，研究了其三軸壓縮性能、動態(tài)劈裂性能以及抗侵徹性能。論文主要工作及研究成果如下：
　?。?）歸納分析了現(xiàn)有混凝土三軸壓縮試驗、動態(tài)劈裂試驗以及侵徹試驗技術和理論，據(jù)此，提出了本文試驗研究設計方案及試件的制備工藝。
　　（2）首次進行了UHMWPE纖維混凝土的三軸壓縮性能試驗研究。研究發(fā)現(xiàn)，試件的破壞模式由不加圍壓的壓裂模式變?yōu)樾奔裟Ｊ?，纖維不改變混凝土的破壞模式，但可以顯著減小裂縫寬度。壓縮

3、強度隨圍壓的增加而增大，纖維的摻入使壓縮強度有所降低，與摻量有關；基于現(xiàn)有強度準則分析了壓子午線特征，得到纖維摻量對材料參數(shù)影響的公式。峰值應變與壓縮韌性隨纖維摻量的增加而增大，纖維能顯著提高混凝土韌性，但隨著圍壓的增加，纖維的作用減弱。
　?。?）首次進行了UHMWPE纖維混凝土的動態(tài)劈裂性能試驗研究。研究發(fā)現(xiàn)，纖維可以顯著減小混凝土裂縫寬度，延長破壞時間，減弱劈裂破壞作用。在1~20s-1應變率范圍內，纖維混凝土抗拉強度有明顯

4、提高；基于對現(xiàn)有動態(tài)抗拉強度提高因子（DIF）公式的分析，得到了與試驗結果相符的UHMWPE纖維混凝土DIF公式。最后，利用微裂縫機理解釋了纖維混凝土DIF效應弱于素混凝土的原因。
　?。?）開展了UHMWPE纖維混凝土的抗侵徹性能試驗研究。研究發(fā)現(xiàn)，彈速越大，靶體破壞程度越大，纖維可以減輕靶體的破壞，迎彈面彈坑各項指標隨纖維摻量的增加而顯著減小。在對比分析現(xiàn)有侵深經(jīng)驗公式的適用性基礎上，基于Hughes公式提出了考慮纖維摻量的侵