圓柱形混凝土類材料試件靜動態(tài)特性試驗及數值模擬研究.pdf

1、混凝土類材料是一種典型的脆性材料，廣泛應用于建筑、交通、水利、機場跑道、市政等建設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)力學性能一直是國內外學者們研究的熱點。本文采用ABAQUS數值仿真軟件對準靜態(tài)壓縮試驗下水泥砂漿試件的材料參數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數值仿真軟件建立了準靜態(tài)壓縮數值模型，對準靜態(tài)壓縮過程中的試件尺寸參數、材料參數以及接觸參數進行了敏感性和不確定性傳播分析，結果表明:(1)柱形水泥砂漿試件準靜態(tài)壓縮數值仿真結果與試驗結果吻合較好，驗證了數值仿真模型的合理性和可行性;(2)端面摩擦產生的側向圍壓效應與試件長徑比有很大關系。長徑比為0.5的試件參數敏感性排序為D＞μ＞β＞L＞E;長徑比為2的試件參數敏感性排序為D＞L＞E＞μ＞β;(3)長徑比為2的試件在準

3、靜態(tài)壓縮狀態(tài)下獲得的壓力-位移曲線結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，對水泥砂漿試件與含球形骨料混凝土試件的數值模擬結果進行了對比。結果表明:界面的存在使得試件承受的壓力峰值所對應的位移值變?。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、傷的基礎上，細觀損傷是破壞的內因和根本，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據的有效性進行了驗證，結果表明:(1)同一種強度水泥砂漿試件在SHPB動態(tài)壓縮試驗中其應力峰值隨應變率增大而增大，而應力峰值對應的應變值隨著應變率的增大而減小;(2)在同一應變率下，應力峰值隨水泥砂漿試