混凝土材料动态力学性能的实验研究

浅谈混凝土动态力学性能研究现状

浅谈混凝土动态力学性能研究现状摘要：混凝土在冲击爆炸荷载作用下的力学响应与静力荷载作用下有所不同，不仅强度要高于静力荷载下的强度，而且与应变率有关。

本文简要概括一下目前混凝土动态力学性能研究现状，并对存在的问题进行简要分析。

关键词：混凝土；动态；力学性能；本构关系Abstract: the concrete in the impact of the explosion load mechanical response and static load is different, not only the strength to be higher than under the static load of strength, but also related with the strain rate. This paper briefly summarize the current dynamic mechanical properties of concrete research status, and the existent problems in brief analysis.Keywords: concrete; Dynamic; Mechanical properties; The constitutive relation混凝土是一种硅酸盐类复合材料，其成份复杂，变化因素多，表现为非均质、非线性及脆性破坏等。

人们对其在冲击爆炸荷载作用下动态力学性能展开了大量的研究，混凝土在冲击爆炸荷载作用下的力学响应与静力荷载作用下有所不同，不仅强度要高于静力荷载下的强度，而且与应变率息息相关，即存在着应变率效应；同时动强度还与应变历史、应变率历史以及材料的损伤积累有关。

1 混凝土动态抗压性能的试验研究董毓利等（1997）[[12] ][1]完成了应变率由10 - 5s-1 -102s-1 7个数量级范围内的混凝土受压试验，发现不同的应变率全过程曲线具有很好的相似性，峰值应力和峰值应变随应变率的增加有所提高，但弹性模量基本不变。

hopkinson束杆技术及混凝土动态性能的实验研究

hopkinson束杆技术及混凝土动态性能的实验研究
豪金森杆作为一种新型工程材料结构，因其具有良好的機械性能特性而受到越来越多
的重视。

随着技术发展，Hopkinson杆技术已经成为用于测定材料对动态加载的动态力学
性能的重要实验方法。

一些学者认为Hopkinson杆技术可以被用来研究混凝土等复杂材料
的动态性能，进而更深入地研究工程建设中的材料安全问题。

基于上述研究，本研究旨在探究Hopkinson杆技术在研究混凝土动态性能方面的应用。

本研究采用Hopkinson杆试验，使用定义好的AISI1045碳钢杆对混凝土进行正反两个方
向的撞击处理，收集动态压缩，拉伸，弯曲变形和应力应变谱数据，定量分析并给出了混
凝土的动态性能特征。

本研究发现，hopkinson杆试验可以很好地反映混凝土的动态力学性能。

实验数据表明，混凝土对动态冲击具有一定的韧性，通过定量分析混凝土对动态冲击的响应参数，可
以得出混凝土的动态力学特性。

同时，引入的混凝土参数可以作为动态力学理论参数来解
释混凝土的多种力学性能。

综上所述，hopkinson杆技术可以在某种程度上很好地反映混凝土对动态荷载的反应
性能，且在评估混凝土复杂材料结构的动态安全性时具有一定的参考价值。

未来，Hopkinson杆技术可以用来检测复杂工程结构的动态特性，并为研究工程材料提供全面而
可靠的动态力学特性参数。

混凝土材料的动态性能研究现状

直接拉伸实验。当应变率响应为：４×１／，拉强度提０ｓ时抗高了３％；３当应变率响应为：４×１／，０ｓ时抗拉强度提高了５％。此后，５才陆续有人对混凝土动态拉伸特性进行了实验研究。通过总结前人的实验研究结果，ｌｒＭａａ【在其综述性文献中ｖ３Ｊ
ｖａｒ
１研究进展
早在１１，ｍｒｓ９７年Ａｂｎ【Ｊ１就对混凝土材料进行了应变率响应
为：２０／和：８０／下的压缩实验，现混凝土材 ×１ｓ ×１ｓ发
［（９８）３１９年等总结了混凝土拉伸应变率效应，出了混凝土给
２研究内容
２１混凝土的动态特性．
２．．混凝土材料泊松比与应变率之间关系的研究尚不多见，但一般认为：混凝土在受压时，随着应变率的增加，内部的其微裂缝减少，因而导致了泊松比的减小；在受拉时，随着应变率的增加，泊松比相应增加。也有实验发现，松比并未随应变率其泊～１的单轴抗压试验，０结成果很不一致的原因，可能是因为在影响混凝土动态变形特性的
维普资讯
第３３卷第３２期
２００７年１１月
山西建筑
ＳＨＡＮＸＩＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ
Ｖｏ．３Ｎｏ．２１３３
Ｎｖ２０ｏ．０７
・１５・５
文章编号：０９６２（０７３．１５０１０８５２０）２０５．２

混凝土动态拉伸实验数据分析

混凝土动态拉伸实验数据分析一、引言混凝土是一种广泛应用于工程建设领域的材料，其力学性能对结构的安全性和耐久性至关重要。

在混凝土的力学性能测试中，拉伸试验是一种重要的方法，可以评估混凝土的拉伸强度和延展性能。

本文将对混凝土动态拉伸实验数据进行分析和探讨。

二、实验设计实验采用的是动态拉伸试验，使用的试样是标准尺寸的圆柱形混凝土试件。

实验设备为万能试验机和冲击试验机，实验过程中需要控制试件的应变速率和应变率，以保证实验数据的准确性。

实验分为两组，分别采用不同的应变速率和应变率。

三、实验结果实验数据分为两组，分别是应变速率为0.1 mm/min，应变率为0.0001/s的实验数据和应变速率为1 mm/min，应变率为0.001/s的实验数据。

对两组实验数据进行分析和比较，得到以下结果：1. 实验数据处理将实验数据导入Excel表格中，分别计算每个试样的拉伸强度、极限应变和断裂应变。

然后将数据进行统计分析，计算平均值、标准差和方差等参数。

2. 实验结果分析通过对实验数据的统计分析，可以得到以下结论：（1）应变速率和应变率对混凝土的力学性能有显著影响，应变速率和应变率越大，混凝土的拉伸强度和延展性能越差。

（2）在应变速率为0.1 mm/min，应变率为0.0001/s的实验数据中，混凝土的平均拉伸强度为40 MPa，极限应变为0.002，断裂应变为0.001。

（3）在应变速率为1 mm/min，应变率为0.001/s的实验数据中，混凝土的平均拉伸强度为30 MPa，极限应变为0.001，断裂应变为0.0005。

（4）两组实验数据的标准差和方差分别为1.5和2.25，表明实验数据的波动性较大，需要进一步优化实验设计和操作过程。

四、实验结论通过对混凝土动态拉伸实验数据的分析和探讨，可以得出以下结论：（1）应变速率和应变率是影响混凝土拉伸强度和延展性能的重要因素。

（2）在实验条件一定的情况下，应尽可能降低应变速率和应变率，以保证实验数据的准确性。

不同应变率下混凝土力学性能的试验研究

不同应变率下混凝土力学性能的试验研究一、本文概述研究背景与意义：可以介绍混凝土作为重要的建筑结构材料，在现代工程建设中发挥着至关重要的作用。

指出混凝土结构在实际服役过程中往往承受着不同形式和速度的荷载作用，研究不同应变率下混凝土的力学性能对于确保结构安全和提高工程设计精度具有重要意义。

研究目的与内容：概述中应明确本研究旨在通过一系列试验，探究应变率变化对混凝土力学性能的影响，包括抗压强度、抗拉强度、弹性模量等指标的变化规律。

同时，分析不同应变率下混凝土的破坏形态和裂纹扩展特性，以期为混凝土结构的设计和施工提供科学依据。

研究方法与技术路线：简要介绍本研究所采用的主要试验设备、试验方法和测试技术，例如采用电液伺服万能试验机进行不同应变率下的压缩和拉伸试验，利用高速摄影技术捕捉裂纹扩展过程等。

同时，概述试验过程中的控制变量和测试流程，确保试验结果的准确性和可靠性。

文章结构：在概述中简要介绍文章的结构安排，例如首先介绍试验材料与方法，然后展示试验结果和分析，最后对结果进行讨论并提出结论和建议。

二、混凝土材料的基本力学性质混凝土作为一种广泛使用的建筑材料，其力学性质对于工程结构的稳定性和安全性至关重要。

本节主要探讨混凝土的基本力学性质，包括其弹性模量、抗压强度、抗拉强度以及应变率对其力学性能的影响。

混凝土的弹性模量是描述其弹性变形能力的关键参数。

它定义为应力与应变的比值，在应力应变曲线的线性阶段。

混凝土的弹性模量通常在2040 GPa之间，这一数值受多种因素影响，如混凝土的组成、水灰比、养护条件等。

弹性模量的大小直接关系到混凝土结构在受到荷载作用时的变形情况，是评估结构刚度的重要指标。

抗压强度是混凝土最基本和最重要的力学性质之一。

它指的是混凝土在轴向压力作用下达到的最大应力值。

混凝土的抗压强度通常在20100 MPa之间，其值受混凝土的配合比、养护条件、骨料类型等因素影响。

抗压强度是评估混凝土结构承载能力的关键参数。

高应变率下混凝土动态力学性能SHPB实验

（．ｐ．ｏｖｌｇｎｅｉｇ，ＸｉｎＪａｔｎｉｅｓｔ１ＤｅｔｆＣｉｉＥｎｉｅｒｎａｉｏｏｇＵｎｖｒｉｙ，Ｘｉｎ７０４ａ１０９，Ｃｈｎ；ｉａ
２ＥｎｇｉｅｅｉｇＩｔｔｔ．ｎｒｎｎｓｉｕｅ，ＡｉｒＦｏｒｅＥｎｇｎｅｉｇＵｎｖｓｔｃｉｅｒｎｉｅｒｉｙ，Ｘｉｎ７１０３ａ０８，Ｃｈｎｉａ；
证了实验结果的有效性、一致性和试样中的应力均匀性问题，到了混凝土材料在较高应变率范围内的动态得应力一应变关系。究表明，凝土材料的动态应力一应变呈非线性关系；研混混凝土材料为应变率敏感性材料，
在较高应变率范围内混凝土材料的动态应力一应变关系是与应变率相关的；混凝土材料的破坏应力和破坏
Ａｓｒｃ：ＴｈｐｉＨｏｋｎｏｒｓｕｅＢａ（ＨＰｂｔａｔｅＳｌｐｉｓｎＰｅｓｒｒＳｔＢ）ｏｆ
１０ｍｍｓｕｅｏｉｖｓｉａｅｔｅｄｎｍｉ０ｗａｓｄｔｎｅｔｇｔｈｙａｃ
（．安交通大学土木工程系，西西安７０４；２空军工程大学工程学院，１西陕１０９．陕西西安７０３；１０８３空军后勤部机场营房部，京１０２）．北０７０
摘
要：用ｊｌＯｍｍ霍普金森压杆试验设备，究了混凝土材料在冲击荷栽下的动态压缩性能，析验利２Ｏ『研分

水泥混凝土材料力学性能的实验研究

水泥混凝土材料力学性能的实验研究水泥混凝土是一种广泛使用的建筑材料，其力学性能对于工程的质量和使用寿命至关重要。

为了研究水泥混凝土的力学性能，许多实验被进行了。

本文将按照不同的类别，介绍水泥混凝土材料力学性能的实验研究。

一、抗压强度实验抗压强度是评估水泥混凝土材料抵抗压缩应力的能力。

在抗压强度实验中，水泥混凝土试件通常采用标准立方体形式，即边长为15 cm的正方体。

实验中，通过将试件放入特定的试验机中逐渐施加压力，测量当试件发生破坏时所承受的最大压力即可得到抗压强度。

二、抗拉强度实验抗拉强度是评估水泥混凝土材料抵抗拉伸应力的能力。

由于水泥混凝土的抗拉强度通常较低，因此抗拉强度实验中，常采用悬臂梁试验方法。

实验中，将试件进行拉伸加载，测得试件破坏时所承受的最大拉力即可得到抗拉强度。

三、弹性模量实验弹性模量是评估水泥混凝土材料刚度和弹性特性的重要参数。

在弹性模量实验中，通常采用静载实验方法。

实验中，通过在试件上施加不同的载荷，测量试件的应变变化，然后根据表示应力和应变关系的胡克定律计算弹性模量。

四、抗冻性实验水泥混凝土的抗冻性是衡量其耐久性的重要指标，尤其对于寒冷地区的建筑结构而言更为重要。

在抗冻性实验中，常采用冻融循环实验。

实验中，将试件依次放入低温环境中冻结，然后再放入高温环境中解冻，并反复进行多次，通过观察试件的质量损失和物理性能变化评估抗冻性。

五、渗透性实验水泥混凝土的渗透性是指水泥浆体中水分渗透的程度，对于水泥混凝土的耐久性和防水性能具有重要影响。

在渗透性实验中，常采用压力渗透试验。

实验中，通过施加一定的压力，将水推入试件中，测量渗透的水量或者渗透深度评估渗透性。

六、破坏机理实验为了更好地理解和研究水泥混凝土的破坏机理，实验研究还包括显微结构观察、X射线衍射分析、扫描电子显微镜等方法。

通过这些方法，可以观察到水泥混凝土材料内部的微观结构，分析破坏过程中的变化，从而揭示混凝土的力学行为规律。

混凝土类材料霍普金森压杆实验若干问题研究_方秦

・Ⅰ-043・
SHPB 实验技术是对在中高应变率下材料动态压缩力学性能测试的一种主要方法，该实验技术由 Kolsky 于 1949 年提出，也被称为 Kolsky 杆实验技术。此后，与 SHPB 实验技术相关的研究逐年增加，如图 3 是 Ei 工程索引中 SHPB 相关文献数据，共 3639 篇。其中在 2001-2010 这十年中，就有 2134 篇有关 SHPB 的期刊与会议论文发表，而 2011 和 2012 这两年更有 747 篇相关论文，其涉及材料包括金属、混凝土、高分子聚合物材料、陶瓷、泡沫与孔隙材料、有机材料、复合材料、生物材料、功能梯度材料、地质材料(如：岩石、土壤、冰)、智能材料等，由此可见 SHPB 实验技术及材料动力学性能的测试在工程领域的重要性。本文介绍了霍普金森压杆实验的基本原理以及实验技术和数值模拟方面的研究进展，通过采用 ABAQUS 有限元软件对混凝土 SHPB 实验的精细化数值模拟，深入分析惯性效应产生机理，并利用所提的 SHPB 实验惯性效应产生机理，较好地解释了 SHPB 实验的尺寸和主动围压的影响规律；基于自主研制的可进行围压和温度共同加载的 SHPB 实验装置 TSCPT-SHPB(Triaxial Static Confined Pressure and Temperature Split Hopkinson Pressure Bar)，对在 5～25MPa 围压作用下以及在 40℃～80℃，0.0～0.5MPa 围压下的盐岩动态力学性能进行实验研究，分析围压和温度对盐岩动态力学性能的影响；建立三维混凝土细观模型，对混凝土细观组分对动态响应影响进行研究。
7 6 1
(1)
其中 s 1 /( 5 9 f c 0 10 ) ， log s 6.156 s 2 ， c 为压缩应变率， c 0 30 10 s ，其 DIF 和应变率的关系曲线如图 2。

混凝土动态受压力学性能的试验研究

果差异很大甚至得到结果相反的结论，所以至今没有一种理论和方法被研究界所采纳。单轴压缩条件下的强度与变形特性是混凝土的最基本力
１．设备改进２
众多材料试验机上进行的混凝土动态压缩试验往往得不到具有下降段的应力一应变曲线，分析知由于混凝土试件是脆性
混凝土动态受压力学性能的试验研究
窦远明，张华伟，孙吉书
（河北工业大学土木工程学院，天津３００）０４１
摘
要：混凝土作为建筑上应用范围最为广泛的材料，动态力学性能的研究对其充分发挥其抗压性能、提高其安全的性能和降低建筑成
本变得至关重要。采用改进的美国ＭＴ液压伺候加载系统对７ｍ７ｍｘ０ｍｍ的标准棱柱体混凝土试件进行单轴加载试验，Ｓ０ｍｘ０ｉ２０ｎ客观的完成了从ｌｌ４到ｌｌ■ｓ个不同数量级范围内的混凝土受压试验，ｘＯ／ｓｘＯ４成功得到不同的应变速率下典型的应力一变全曲线，应从而使基本受压性能得到综合的宏观反应。
ｃｎｃｅｅｃｍｐｅｓｖｅｆｒｎｅＳｔｅｏｅｃｔａｔｍｐｒｖａｅｙａｄｒｄｃｈｅｃｎｓｕｔｎｃｓ．ｅｔｅｉｒｖｄＨｙｒｕｉｉｉｔｒｌａ — ｏｒｔｏｒｓｉｅｐｒｏｍａｃ，ＯｉｂｃｍｉｃｒｉｌｏｉｏｅｓｆｔｎｅｕｅｔｏｔｃｉｒｏｏｔＵｓｈｍｐｏｅｄａｌｃｍｎｓｅｏｄ
的松紧度使其相同；此时可以正常加荷载（原理如图２。）按照一般经验公式：

混凝土动态直接拉伸实验相关问题研究

２０１３年第６期
舰船电子工程
１５７
粘，为了避免这种情况，我们沿试件的周向阶梯粘上钢丝网（如图３所示），一方面保证试件的有效粘接，另一方面保证了试件中间处于单轴应力状态。
图１ＳＨＴＢ装置
２．２ＳＨＴＢ实验原理
试件两个端面的力Ｆ、Ｆ２和位移Ｕ、 “ ｚ。
Ｆ１一ＥＡｏ（￡＋￡Ｒ）Ｆｚ — ＥｏＡ０￡Ｔ（１）（２）
“ １一Ｃｏｌ（￡Ｊ一￡Ｒ） “ ２一ＣｏＩｅ＿ｒ
（３）（４）
关键词混凝土；ＳＨＴＢ；动态拉伸ＴＢ３０１中图分类号
ＩｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｏｆＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌＩｓｓｕｅｓｏｎｔｈｅＴｅｓｔｏｆＤｙｎａｍｉｃＤｉｒｅｃｔＴｅｎｓｉｏｎｆｏｒＣｏｎｃｒｅｔｅ
１引言
重大结构工程往往高大而复杂，在承载正常设计载荷的同时，还要具备承受极端的环境作用或一些偶然性的事故的能力，比如地震、火灾、爆炸、撞击等。这需要我们对这些结构工程材料（如混凝土、岩石等）的力学性能尤其是动
总第２２８期
舰船电子工程
ＳｈｉｐＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
Ｖｏ１．３３Ｎｏ．６

混凝土的动态力学性能分析

混凝土的动态力学性能分析一、引言混凝土是一种常用的建筑材料，具有良好的耐久性和强度，但在长期使用过程中，其力学性能会发生变化。

因此，混凝土的动态力学性能分析对于建筑结构的安全性和耐久性至关重要。

本文将从以下几个方面介绍混凝土的动态力学性能分析：混凝土的材料性能、动态荷载对混凝土的影响、混凝土的动态力学特性以及混凝土的动态力学试验方法。

二、混凝土的材料性能混凝土是由水泥、砂、石料等材料混合而成的复合材料，其力学性能受到其组成材料性能的影响。

混凝土的主要材料性能包括强度、刚度、蠕变、疲劳、抗震性等。

1.强度混凝土的强度是指其承受外力的能力，通常用抗压强度和抗拉强度来表示。

抗压强度是指混凝土受到压力时能够承受的最大压力，抗拉强度是指混凝土在拉伸时能够承受的最大拉力。

混凝土的强度与其混合比、水胶比、养护时间等因素有关。

2.刚度混凝土的刚度是指其对外力响应的速度和幅度，通常用弹性模量来表示。

弹性模量是指混凝土受到外力时产生的应力和应变之比。

混凝土的刚度受到其组成材料的刚度和连接方式的影响。

3.蠕变蠕变是指混凝土在长时间受到恒定载荷时产生的变形。

混凝土的蠕变性能与其材料特性、荷载大小和时间等因素有关。

长期受到恒定荷载的混凝土会产生蠕变变形，导致建筑物的稳定性和耐久性下降。

4.疲劳混凝土在长时间受到多次反复荷载时会产生疲劳失效。

疲劳失效是指混凝土在反复荷载下出现的微小裂纹，最终导致混凝土的破坏。

混凝土的疲劳强度受到其组成材料的疲劳强度和载荷频率的影响。

5.抗震性混凝土在受到地震荷载时，其抗震性能是保证建筑安全稳定的关键因素。

混凝土的抗震性能与其组成材料的强度、刚度和连接方式有关。

三、动态荷载对混凝土的影响建筑结构在使用过程中会受到各种荷载的作用，其中动态荷载是指具有变化频率和振幅的荷载，如地震荷载、风荷载等。

动态荷载对混凝土的影响主要表现在以下几个方面：1.强度动态荷载会导致混凝土的强度下降，使其易于产生破坏。

砂浆-混凝土接缝界面动态受压力学性能试验研究

Abstract: In order to investigate the dynamic compressive mechanical properties of mortar-concrete joint interface, three
different specimens of concrete, mortar and mortar-concrete joint interface were designed, and their static and dynamic
始强度,符合实际工程浇筑流程 [7] ,先浇筑混凝土并养护 7 d 后再浇筑砂浆进行拼接,界面为光滑处理方式。
试件浇筑 24 h 后脱模,按照混凝土标准养护条件养护 28 d 后随即取样用于本文试验测试。根据文献[5-6]
要求,本文试件尺寸直径为 75 mm,高度为 37. 5 mm,接缝界面垂直于圆柱体底面,长为 75 mm,宽为 37. 5 mm。
(1. 上海大学力学与工程科学学院,上海 200444;2. 上海市城市建设设计研究总院( 集团) 有限公司,上海 200125)
摘要:为探究砂浆-混凝土接缝界面动态受压力学性能,设计混凝土、砂浆以及砂浆-混凝土接缝界面三种不同试件,
应用液压伺服试验机和霍普金森杆( SHPB) 对试件静动态力学性能展开试验研究,由试验获取不同拼接缝工况下
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第6 期
赵炎翡等:砂浆-混凝土接缝界面动态受压力学性能试验研究
1989
静态应变率为 10 - 5 s - 1 。为控制加载端摩擦作用对试验结果的影响,对试样和仪器加载端接触面均涂抹凡
士林润滑剂。
本试验静态受压试件采用圆柱体试件,使用式(1) Sahawneh [8] 所提出的强度换算公式进行强度换算,得

普通混凝土落锤冲击动态力学性能试验研究

普通混凝土落锤冲击动态力学性能试验研究刘练;霍静思;刘艳芝;王海涛;谭清华【摘要】为研究普通混凝土材料的动态冲击力学性能,利用改进的落锤冲击试验装置,对C30混凝土圆柱体进行低速冲击试验.为降低落锤冲击惯性效应并获得稳定的加载速率,试验采用不同厚度的橡胶或海绵作为波形整形材料;采用20 mm厚橡胶时可消除惯性力影响,延长加载时间,使试件纵向应力趋于均匀分布,并实现恒定速率加载.试验结果表明:冲击荷载下混凝土破坏形态与静载下相同,动态增大系数(DIF)、极限应变与吸收能量随应变率增加而增加,在本文试验参数范围内应变率对混凝土应力-应变曲线形状影响较小.对已有混凝土动态力学性能试验结果进行统计和对比,验证了CEB2010规范公式偏于保守地描述了DIF与应变率的关系,且本文的研究结果填补了应变率10-1/s～100/s范围内试验数据.%In order to investigate the dynamic behavior of ordinary concrete under impact loading, the low-speed impact tests on C30 concrete cylindrical specimens were carried out by using an improved drop hammer test setup. The rubber and sponge with different thickness were used as shaper to reduce the impact inertia effect and obtain steady loading rate. The 20 mm thick rubber pad significantly reduced the inertia effect and prolonged the loading time duration. The longitudinal stress of the specimens tended to uniformly distribute and led to a constant loading rate. The test results show that the concrete failure mode under impact loading is the same as that under static loading. Furthermore, dynamic increase factor (DIF), ultimate strain and energy-absorption increase with the increase of strain rate. However, it is found that within the test parameters of this paper, the strain rate haslittle effect on the shape of stress-strain curves of concrete. Moreover, the dynamic tests on concrete from the literature were further summarized and compared. The formula recommended by CEB2010 can conservatively describe the relationship between DIF and strain rate. The results in this paper filled in the blank within the strain rate range of 10-1/s～100/s for the existing testing data.【期刊名称】《铁道科学与工程学报》【年(卷),期】2018(015)006【总页数】9页(P1415-1423)【关键词】落锤冲击;混凝土;波形整形;惯性力;动态增大系数【作者】刘练;霍静思;刘艳芝;王海涛;谭清华【作者单位】湖南大学土木工程学院教育部建筑安全与节能重点实验室,湖南长沙 410082;湖南大学土木工程学院教育部建筑安全与节能重点实验室,湖南长沙410082;华侨大学土木工程学院,福建厦门 361021;湖南大学土木工程学院教育部建筑安全与节能重点实验室,湖南长沙 410082;湖南大学土木工程学院教育部建筑安全与节能重点实验室,湖南长沙 410082;国防科技大学指挥军官基础教育学院,湖南长沙 410072【正文语种】中文【中图分类】TU528.1;TU502+.6近年来，国内外恐怖袭击和意外等突发事件频发，这些突发事件导致的爆炸和撞击等冲击荷载对工程结构的安全性构成巨大的威胁。

【文献综述】应力三轴度对混凝土力学性能影响的实验研究

文献综述工程力学应力三轴度对混凝土力学性能影响的实验研究混凝土是土木工程中用途最广、用量最大的一种建筑材料。

我国正处在快速城市化的进程当中，研究各种因素对混凝土力学性能的影响有利于我们更好地使用混凝土，有着重要的意义。

实验研究的是应力三轴度对混凝土力学性能影响，应力三轴度属于一个比较新的课题，直接的文献较为难找，查阅的文献主要从3个方面入手：一、霍普金森杆技术（实验研究的主要设备），二、对混凝土损伤的力学性能的研究，三、本构方程。

1. 霍普金森杆技术由Koisky(1949)提出的分离式Hopkinson压杆(简称SHPB)可用于实测材料在高应变率下的动态应力应变曲线。

由于其结构简单、测量方法巧妙、加载波形易于控制、应变率范围宽、成本低而得到广泛应用，并成为测试材料动态力学性能实验系列中最基本的一种实验装置。

在本实验中，SHOB也是一个十分重要的设备。

胡时胜在文献[1]中简单地向我们介绍了霍普金森压杆技术：（1）SHPB实验技术是建立在两个基本假设上面的，一是一维假定（又称平面假定），即任意一个应力脉冲都是以一个与材料性质有关的常数的速度在压杆中传播的。

二是均匀假定。

（2）SHPB 实验技术具有以下几个优点：一、实验设备简单，操作方便，二、测量方法巧妙简单（通过测量压杆上的应变来反推试件材料的应力应变关系，从而避开了在实验装置上同时测量应力应变的难题）（3）SHPB实验涉及到的应变范围为1*e2-1*e4/秒，恰好包括了流动应力随应变率变化发生转折的应变率。

（4）加载波形容易控制（利用输入干可直接测得入射波和反射波，两者之差即为冲击载荷，改变子弹的冲击速度和形状可调剂波形）。

陈德兴等人在文献[2]中（1）介绍了国内最大尺寸的SHPB装置——由总参工程兵科研三所研制的(I)100SHPB装置。

（2）；讨论并在一定程度上解决了在大尺寸SHPB装置上测量混凝土类材料动态力学性能将会出现的三个问题：一、试件两端和压杆端面之间不完全贴合的情况，会造成试件受力不均且维持短，这对对岩石、陶瓷和混凝土等破坏应变很小的脆性材料，影响十分明显。

EPS混凝土动态力学性能研究

ＨＵｕ，Ｊｎ
【Ｘ —ａＨＵｈ—ｈｎ，ｕｔｏ，Ｓｉｅｇｓ
（．ｅａｍｎｆｄｍｃａｉ，ｎｖｒｉｆｃｎｅａｄＴｃｎｌｇｆｈｎ，ｅｅ２０２，ｈｎ；１ＤｐｒｅｔｅＭｅｈｎｃＵｉｅｔｏＳｉｃｎｅｈｏｏｙｏＣｉａＨｆｉ３０７ＣｉｔｏＭｏｓｓｙｅａ
ｍｅｈｎｓｉａａｙｅｏｈｓｐｅｏｎｎ；ｔｅｐｒｃｅｓｚｆｃｂｃｍｅｅｌｉｌｏｏｃｅｅｗｉｅｙｈｇＰｃａｉｍｓｎｌｚｄｆｒｔｉｈｎｍｅｏｈａｔｌｉｅｅｆｔｅｏｓｎｇｉｂｅｆｒｃｎｒｔｔｖｒｉｈＥＳｉｅｇｈｖｌｍｅｈｏｔｐａ —ｔｅｓｂｈｖｏｆＥＰｏｃｅｅｉｖｒｖｄｎｉｎｒａｅｉｔｉ－ａｅｄｅｔＳｐｒｃｅｏｕ；ｔｅｐｓｅｋｓｓｅａｉｒｏＳｃｎｒｔｓｅｅｉｅｔｗｔｉｃｅｓｎｓａｎｒｔｕｏＥＰａｉｌｒｙｈｒｔ
ＡｓａｔＡｓｌｏｋｎｏｒｓｕｅｂｒＳＰｂｔｃ：ｐｉＨｐｉｓｎｐｅｓｒａ（ＨＢ）ｗｓｅｐｏｅｔｄｅｄｎｍｃｃａａｔｔｒｔｓｏＰｒｔａｍｌｙｄｔｓｙｔｙａｉｈｒｃｅｅｉｉｆＳｏｕｈｒｓｃＥ
２ＤｅａｔｎｆＣｖｌＥｇｎｅｉｇｈｉＵｎｖｒｉｆＡｃｉｃｕｅ．ｐｒｍｅｔｉｉｎｉｅｒ，ｎｕｉｅｓｔｏｒｈｔｔｒ，Ｈｅｅ３６１，Ｃｉａｏｎｙｅｆｉ００２ｈｎ；

高温下混凝土材料的力学性能试验研究

高温下混凝土材料的力学性能试验研究一、研究背景和意义随着城市建设的不断发展，混凝土作为一种重要的建筑材料，被广泛应用于各种建筑结构中。

然而，在高温环境下，混凝土材料的力学性能将会发生改变，严重的情况下可能会导致建筑结构失稳，从而造成严重的人员伤亡和财产损失。

因此，对高温下混凝土材料的力学性能进行研究，对于提高建筑结构的安全性和可靠性具有非常重要的意义。

二、研究内容和方法本研究旨在探究高温下混凝土材料的力学性能，具体包括混凝土的抗压强度、弹性模量、剪切强度、裂缝扩展性等指标的变化规律。

研究采用文献调研和实验室试验相结合的方式进行。

1. 文献调研通过查阅相关文献，收集高温下混凝土材料的力学性能试验研究成果，了解混凝土在不同温度下的力学性能变化情况，并分析影响因素。

2. 实验室试验采用标准试样进行混凝土力学性能试验，设置不同的温度条件，测量混凝土试样的抗压强度、弹性模量、剪切强度等指标，并观察混凝土试样的裂缝扩展情况。

三、实验步骤和条件1. 材料准备选用普通混凝土作为试验材料，按照标准配合比进行调配，保证试验材料的均质性和稳定性。

2. 试样制备根据标准规范，制备不同尺寸的试样，包括立方体、圆柱体、梁等，保证试样的精度和准确性。

3. 实验条件设置在试验室中，通过温度控制设备控制试验环境的温度，设置不同的温度条件，包括常温、500℃、800℃、1000℃等。

4. 实验操作流程将试样放入试验设备中，进行压力或剪力加载，测量试样的变形和裂缝扩展情况，记录实验数据。

5. 数据处理将实验数据进行统计和分析，绘制曲线图和统计图，分析高温下混凝土力学性能的变化规律。

四、实验结果和分析1. 抗压强度从实验结果可以看出，在温度升高的情况下，混凝土试样的抗压强度逐渐降低。

当温度达到1000℃时，混凝土的抗压强度降低了60%左右。

这是因为高温会导致混凝土中的水分蒸发，水化反应受阻，水泥石的结构发生变化，从而影响混凝土的力学性能。

三轴应力状态下混凝土动态力学性能

基于三轴应力状态下混凝土的动态力学性能，可以研发新型的土木工程结构材料，提高结构的强度、韧性和耐久性。
结构健康监测
利用三轴应力状态下混凝土的动态力学性能，可以对土木工程结构进行实时监测，及时发现潜在的结构损伤和安全隐患。
在交通工程中的应用
路面材料研究
通过对三轴应力状态下混凝土的动态力学性能进行研究，可以优化路面材料的配比和设计，提高路面的耐久性和安全性。
在高应力状态下，混凝土的动态强度和韧性表现出明显的退化现象，这主要是由于微裂纹和损伤的累积所引起的。
混凝土的动态弹性模量和泊松比随应力的增加而增加，而动弹塑性模量则随应力的增加而减小。
混凝土的动态力学性能受到多种因素的影响，如骨料类型、水灰比、养护条件等，这些因素在不同程度上影响着混凝土的动态力学性能。
三轴应力状态的定义
三轴应力状态是指混凝土在三个相互垂直的方向上同时受到应力的作用，每个方向的应力都不相同。
这种状态通常出现在复杂的结构或工程中，如高层建筑、大跨度桥梁和大型水工结构等。
三轴应力状态对混凝土的影响
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强度提高
在三轴应力状态下，混凝土的抗压强度和抗拉强度都有所提高。
分析
通过对实验结果的分析，可以深入了解混凝土在复杂应力状态下的动态响应机制，为工程实践提供理论支持。
三轴应力状态下混凝土动态力学性能的模型建立
模型建立
基于实验结果，建立三轴应力状态下混凝土动态力学性能的数学模型，该模型能够描述混凝土在不同应力状态下的动态强度、韧性和损伤演化规律。
模型应用
通过将模型应用于实际工程中，可以对混凝土结构的动态承载能力和安全性进行评估，为结构设计和优化提供依据。