不同高应变率冲击荷载作用下混凝土试样的能量耗散分析

来源：计算力学学报杂志2023年第4期北京时间：

作者：王智德,李杰,武海港,司莹莹,熊文,吝曼卿,刘奇

单位：武汉理工大学 土木工程与建筑学院, 武汉 430070,武汉理工大学 土木工程与建筑学院, 武汉 430070,武汉理工大学 土木工程与建筑学院, 武汉 430070,武汉理工大学 土木工程与建筑学院, 武汉 430070,武汉理工大学 土木工程与建筑学院, 武汉 430070,武汉工程大学 资源与安全工程学院, 武汉 430073,磷资源开发利用教育部工程研究中心, 武汉 430205,中铁上海设计院上海先行建设监理有限公司, 上海 310107

摘要：针对混凝土材料在冲击荷载作用下能量耗散和破碎程度关联性难确定的问题,采用分离式霍普金森压杆(SHPB)完成了混凝土试块冲击试验,通过对冲击后碎块的筛分试验和应力波传播过程中应变的测试,得到了试块的能量耗散规律和破碎特征。结果表明,(1) 入射应力波的加载时间约为380 μs,入射能、反射能和吸收能随冲击气压的增大而增大;同一气压下,反射能最早达到平衡; (2) 平均应变率越大,入射能和吸收能也越大;当平均应变率为300/s左右时,能量利用率为最低值; (3) 随着入射能的增加,吸收能的增长率越来越大,当入射能达到2100 J时,吸收能近乎线性增长; (4) 随冲击气压增大,试样由拉裂破坏逐渐转移为压碎破坏,且随着材料吸收能的增大,平均破碎尺寸越来越小。当吸收能大于700 J时,吸收能对试样的平均破碎尺寸减小的影响较小。

关键词：霍普金森试验,平均破碎尺寸,入射能,材料吸收能,平均应变率,

基金资助：国家自然科学基金(51374163;52174085);武汉市城乡建设委员会科技计划项目(武城建[2017]12号-201740;武城建[2019]68号-201941);磷资源开发利用教育部工程研究中心开放基金(LKF202004)资助项目.