沖擊荷載下鋼纖維混凝土動態本構關系研究

【摘要】本文采用Φ75mm大口徑SHPB系統分別進行了鋼纖維體積率分別為0%、0.75%、1.5%的三種混凝土材料動態實驗，得出不同鋼纖維含量、不同應變率下的應力-應變關系曲線。其次，在朱-王-唐（ZWT）非線性粘彈性本構模型的基礎上，提出了一種依賴于應變、應變率、材料強度影響因子、鋼纖維含量影響因子的混凝土材料動態本構模型，通過與實驗曲線的模擬，得到相應的材料參數，擬合結果表明采用該本構模型與實驗數據吻合較好。

【關鍵詞】鋼纖維混凝土；SHPB；應變率效應；動態本構關系

1、引言

在混凝土中添加鋼纖維能夠抑制裂紋的產生及擴展，因此鋼纖維混凝土材料具有耐疲勞、高韌性、高抗拉強度等力學性能，目前鋼纖維混凝土已廣泛應用于民用及軍事上，其動態力學性能的研究更是受到國內外學者的關注。近年來，國內學者普遍將SHPB和Hopkinson壓桿裝置應用于混凝土動態力學性能實驗研究。

考慮到鋼纖維混凝土性質與普通混凝土不同，本文采用Φ75mm大口徑SHPB系統進行了動態沖擊壓縮實驗，研究了應變率對材料力學特性的影響，分析了鋼纖維體積率對混凝土抗壓強度和破壞特性的影響，進行了體積率分別為0%、0.75%和1.5%三種鋼纖維混凝土試件的動態SHPB實驗，得到不同應變率下的材料應力-應變曲線。并在朱-王-唐（ZWT）非線性粘彈性本構模型的基礎上，提出了一種依賴于應變、應變率、材料強度影響因子、鋼纖維含量影響因子的混凝土材料動態本構模型，通過試驗曲線模擬，結果表明，采用該本構關系可與實驗結果較好的擬合。……