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(hù)工程的特性 2
1.2.1 強(qiáng)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(xué)耐久性 3
1.2.5 電磁波吸收性能 4
1.2.6 綜合經(jīng)濟(jì)效益 4
1.3 國(guó)內(nèi)外混凝土動(dòng)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?jī)?nèi)容 18
第2章 鋼纖維混凝土制備技術(shù)和主要靜態(tài)力學(xué)性能 19
2.1 鋼纖維混凝土制備技術(shù) 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(xué)性能 24
2.2.1 測(cè)試與計(jì)算方法 24
2.2.2 測(cè)試結(jié)果 25
2.2.3 鋼纖維混凝土靜態(tài)力學(xué)性能的影響因素分析 31
2.3 小結(jié) 35
第3章 鋼纖維混凝土準(zhǔn)靜態(tài)單軸受壓特性 38
3.1 概述 38
3.2 單軸受壓試驗(yàn)設(shè)備、測(cè)試與計(jì)算方法 43
3.2.1 試驗(yàn)設(shè)備 43
3.2.2 測(cè)試與計(jì)算方法 45
3.3 鋼纖維混凝土單軸受壓試驗(yàn)結(jié)果 46
3.3.1 測(cè)試與計(jì)算結(jié)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(yàn)結(jié)果分析 53
3.4.1 破壞過(guò)程與形態(tài) 53
3.4.2 軸心抗壓強(qiáng)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(fù)合增強(qiáng)和增韌效果 58
3.5 鋼纖維混凝土單軸受壓應(yīng)力-應(yīng)變曲線方程 58
3.5.1 應(yīng)力-應(yīng)變曲線的特點(diǎn)分析 58
3.5.2 曲線方程的數(shù)學(xué)推導(dǎo) 59
3.5.3 曲線方程參數(shù)的確定 62
3.6 小結(jié) 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(dòng)態(tài)本構(gòu)關(guān)系的重要性 65
4.1.2 應(yīng)力波在不同介質(zhì)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(yīng)用現(xiàn)狀 68
4.2 沖擊壓縮試驗(yàn)設(shè)備、測(cè)試與計(jì)算方法 69
4.2.1 SHPB裝置及試驗(yàn)原理簡(jiǎn)介 69
4.2.2 應(yīng)變測(cè)試技術(shù) 71
4.2.3 SHPB計(jì)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(yīng)與應(yīng)力不均勻性 74
4.3.2 界面摩擦效應(yīng) 75
4.3.3 接觸面平整性的影響 76
4.3.4 慣性效應(yīng) 76
4.3.5 二維效應(yīng) 77
4.3.6 試塊尺寸與表面加工 77
4.4 試驗(yàn)結(jié)果 78
4.5 試驗(yàn)結(jié)果分析 85
4.5.1 波形分析 85
4.5.2 動(dòng)態(tài)力學(xué)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(dòng)態(tài)本構(gòu)方程 89
4.6.1 本構(gòu)方程概述 89
4.6.2 已有應(yīng)變率相關(guān)性動(dòng)態(tài)本構(gòu)方程簡(jiǎn)介 90
4.6.3 鋼纖維混凝土動(dòng)態(tài)本構(gòu)方程 91
4.7 小結(jié) 96
第5章 鋼纖維混凝土抗沖擊拉伸特性 98
5.1 試驗(yàn)設(shè)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(yàn)結(jié)果 103
5.3 試驗(yàn)結(jié)果分析 108
5.3.1 沖擊劈裂抗拉強(qiáng)度與層裂強(qiáng)度的區(qū)別 109
5.3.2 沖擊劈裂抗拉強(qiáng)度與靜態(tài)劈裂抗拉強(qiáng)度的區(qū)別 109
5.3.3 鋼纖維對(duì)沖擊拉伸性能的影響 109
5.3.4 鋼纖維對(duì)沖擊拉伸破壞形態(tài)的影響 110
5.4 小結(jié) 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(yàn)設(shè)備及測(cè)試原理 113
6.2.1 一級(jí)輕氣炮的組成 113
6.2.2 飛片速度測(cè)量 115
6.2.3 沖擊波壓力測(cè)量 116
6.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 118
6.3.1 飛片、靶片尺寸設(shè)計(jì) 118
6.3.2 彈靶安裝設(shè)計(jì) 119
6.4 試驗(yàn)過(guò)程與結(jié)果 120
6.4.1 試驗(yàn)過(guò)程 120
6.4.2 試驗(yàn)結(jié)果 120
6.5 試驗(yàn)結(jié)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(shí)程曲線與應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)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(yàn)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(jié) 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(jiǎn)介 139
7.1.2 程序的算法 139
7.1.3 混凝土的本構(gòu)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(yīng)力波傳播情況及波形圖 144
7.2.3 混凝土應(yīng)力-應(yīng)變曲線結(jié)果與分析 146
7.2.4 混凝土破壞過(guò)程結(jié)果及分析 149
7.3 活性粉末混凝土一級(jí)輕氣炮沖擊仿真與分析 157
7.3.1 模型的建立及仿真結(jié)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(jié) 169
參考文獻(xiàn) 171