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砂土SHPB冲击试验与数值模拟研究进展及问题探讨
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作者 吴琳 吕亚茹 +1 位作者 张申 丁思超 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期3461-3480,共20页
中高应变率下砂土的动力特性对防护工程、桩基贯入、船舶抛锚、飞机降落等问题具有重要意义。综述了砂土霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar,简称SHPB)冲击试验及数值模拟研究现状,总结了目前砂土冲击特性研究存在的主要问题,... 中高应变率下砂土的动力特性对防护工程、桩基贯入、船舶抛锚、飞机降落等问题具有重要意义。综述了砂土霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar,简称SHPB)冲击试验及数值模拟研究现状,总结了目前砂土冲击特性研究存在的主要问题,归纳如下:(1)SHPB试验对于散体材料仍存在不确定性,如试样尺寸尚不规范统一、边界条件难以控制、三轴试验方法还不成熟等,未来三轴SHPB试验需要解决试样径向变形测量和围压恒定问题;(2)由于试验条件下排气和排水不确定,且存在惯性效应,导致应变率效应无法准确判断;(3)含水率对冲击特性的影响与孔隙水压力、孔隙气压力变化相关,但相关变量测量困难,结果难以分析,需要开发完全不排气、不排水的装置以消除边界条件影响;(4)现有方法如有限元法、离散元法、耦合方法无法统一模拟波传播连续性和颗粒破碎,需要克服计算量限制,建立考虑复杂机制(如含水、颗粒破碎)的数值模型来研究砂土冲击特性;(5)需要建立考虑应变率效应的本构模型,实现水分、颗粒破碎等复杂机制的模拟,完善中高应变率土力学理论框架。 展开更多
关键词 砂土 霍普金森压杆 冲击试验 动力特性 应变率效应
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循环荷载作用下石灰岩动态力学响应特征与损伤演化机制 被引量:1
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作者 雷小磊 汪海波 +2 位作者 段继超 王梦想 吕闹 《振动与冲击》 北大核心 2025年第10期30-40,57,共12页
为了探究循环荷载作用下石灰岩力学性能以及损伤演化机理,开展了一系列室内试验、理论分析和数值模拟。首先,对石灰岩实施了分离式霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar,SHPB)单次与等幅循环冲击试验,并结合Weibull损伤理论构建... 为了探究循环荷载作用下石灰岩力学性能以及损伤演化机理,开展了一系列室内试验、理论分析和数值模拟。首先,对石灰岩实施了分离式霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar,SHPB)单次与等幅循环冲击试验,并结合Weibull损伤理论构建动载损伤演化模型,并利用ANSYS/LSDYNA软件对石灰岩开展循环爆破数值模拟。结果显示,单次冲击作用下,冲击气压升高导致石灰岩峰值应力增大、屈服应变增加;循环冲击作用下,随着冲击气压从0.15 MPa升至0.30 MPa,试件破裂所需冲击次数逐渐减少,由13次减至3次;随着冲击次数增加,试件屈服应变增大,弹性模量、峰值应力降低,累积损伤近1时发生破坏;爆破次数增加,模型炮孔周边的粉碎区域扩大,主裂纹持续扩展,损伤不断累积。本研究定义的损伤变量实现了对循环冲击荷载作用下累积损伤演化全过程完整统一的描述,建立的爆破荷载作用下岩石损伤表达式有效揭示了单次爆破过程中岩石损伤分布特性,符合工程爆破理论体系,能够为工程爆破作业提供重要参考。 展开更多
关键词 分离式霍普金森压杆(shpb)试验 循环冲击 数值模拟 循环爆破 累积损伤
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节理岩体动态破坏的SHPB相似材料试验研究 被引量:29
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作者 刘红岩 邓正定 +2 位作者 王新生 张吉宏 张力民 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期659-665,共7页
采用相似材料模型试验对不同节理倾角、节理贯通度、节理条数、载荷应变率、节理充填物厚度、节理充填物类型及试件长径比等7种工况下的节理岩体动态强度及破坏模式进行了分离式Hopkinson压杆(SHPB)试验研究。结果表明:节理岩体动态... 采用相似材料模型试验对不同节理倾角、节理贯通度、节理条数、载荷应变率、节理充填物厚度、节理充填物类型及试件长径比等7种工况下的节理岩体动态强度及破坏模式进行了分离式Hopkinson压杆(SHPB)试验研究。结果表明:节理岩体动态破坏模式及强度与节理构造形态密切相关。对于单节理岩体,其强度及破坏特征在很大程度上受节理倾角控制,节理倾角0°;、90°6;试件动强度分别为完整试件的90%和71%,且其破坏形式均为张拉破坏;倾角60°6;试件动强度几乎为0;倾角30°、45°试件的动强度分别为完整试件的50%和18%,且其破坏以剪切破坏为主,兼有张拉破坏。中心1/4、1/2、4/5及全贯通节理试件的峰值强度分别为完整试件的95%、74%、28%和17%,即随节理贯通度增加,试件动强度逐渐降低。含1-3条节理的试件动强度分别为完整试件的54%、23%和10%,即随节理条数增加,试件动强度随之有较大幅度降低,但节理条数的增加并没有改变其破坏模式。随着节理充填物厚度增加及节理充填物强度降低,试件强度依次递减,但破坏模式并没有改变。完整试件和节理试件的动强度均随着载荷应变率的增加而变大,且前者对载荷应变率的敏感性要远远高于后者,相应地试件的破坏模式也变得更加复杂。两类试件的动强度均随着试件长径比的增加先增大后减小,即存在一个最佳长径比。 展开更多
关键词 分离式hopkinson压杆 节理岩体 节理性质 动态强度 破坏模式 相似材料试验
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SHPB试验中花岗岩破坏程度与能量耗散关系分析 被引量:16
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作者 于水生 卢玉斌 +1 位作者 朱万成 蔡勇 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期1733-1737,共5页
为了研究花岗岩的应变率效应及其能量耗散与破坏程度之间的关系,利用分离式Hopkinson压杆装置(SHPB)对直径为74 mm的花岗岩试样进行了不同应变率下的单轴冲击压缩试验.试验结果表明,花岗岩动态压缩强度具有很明显的应变率效应;随着应变... 为了研究花岗岩的应变率效应及其能量耗散与破坏程度之间的关系,利用分离式Hopkinson压杆装置(SHPB)对直径为74 mm的花岗岩试样进行了不同应变率下的单轴冲击压缩试验.试验结果表明,花岗岩动态压缩强度具有很明显的应变率效应;随着应变率的增大,单位体积耗散能增加,且近似呈线性关系,同时应变率也随着能量耗散率的增加而增大,但它们之间表现为非线性关系;花岗岩试样破坏程度与单位体积耗散能存在很好的一致关系,基本一一对应,而与应变率之间并不存在一一对应关系.且试样破坏程度和应变率之间并不存在一一对应关系,与强度随着应变率的增大而增大并不矛盾. 展开更多
关键词 岩石力学 shpb试验 应变率效应 能量耗散 破坏程度
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人工冻土围压SHPB试验与冲击压缩特性分析 被引量:13
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作者 马芹永 张经双 +1 位作者 陈文峰 袁璞 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期637-640,共4页
利用分离式Hopkinson压杆(SHPB),以铝质套筒作为围压装置,分别研究温度为-8、-12、-16℃在不同应变率下的人工冻结黏土围压状态变形特征和轴向动态应力-应变关系。研究结果表明:在围压状态下,冻土呈黏塑性破坏特征;当人工冻结黏土温度为... 利用分离式Hopkinson压杆(SHPB),以铝质套筒作为围压装置,分别研究温度为-8、-12、-16℃在不同应变率下的人工冻结黏土围压状态变形特征和轴向动态应力-应变关系。研究结果表明:在围压状态下,冻土呈黏塑性破坏特征;当人工冻结黏土温度为-16℃、平均应变率分别为410、457、525、650、827 s-1时,其最大应力分别为10.76、12.18、14.27、20.24、23.34 MPa,最大应变分别为0.081 7、0.097 2、0.105 0、0.131 0和0.166 0,表现出较强应变率效应;-12℃和-16℃时在应变率为457 s-1下的最大应力分别为8.28 MPa和12.18 MPa;当应变率相同时,温度越低,最大应力越大,冻结黏土表现出较强的温度相关性。人工冻土的动力学特性为冻土开挖方法的研究提供依据。 展开更多
关键词 人工冻土 冻结黏土 分离式hopkinson压杆(shpb) 试验 围压状态 应变率效应 温度效应
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混凝土材料SHPB主动围压实验的数值模拟 被引量:9
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作者 张华 郜余伟 武守锋 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2012年第2期216-220,共5页
文章利用LS-DYNA软件,采用混凝土HJC动态本构模型,对Φ74mm分离式变截面霍普金森压杆主动围压实验做了数值模拟;通过在试件径向施加恒定压力的方法模拟主动围压的作用,试件单元的压力时间历程曲线显示该方法可以获得恒定、均匀的围压值... 文章利用LS-DYNA软件,采用混凝土HJC动态本构模型,对Φ74mm分离式变截面霍普金森压杆主动围压实验做了数值模拟;通过在试件径向施加恒定压力的方法模拟主动围压的作用,试件单元的压力时间历程曲线显示该方法可以获得恒定、均匀的围压值,即该方法可以对SHPB主动围压实验进行合理的模拟;利用上述主动围压模拟方法对混凝土材料主动围压下的力学性能进行了研究,模拟时采用弥散较小的三角形速度波加载,并利用波形良好的入射波、透射波重构了混凝土的应力应变曲线,重构结果显示混凝土材料在围压作用下力学性能发生变化,混凝土峰值应力、峰值应力对应的应变、韧性都随围压的增大而增加,与理论结果相符。 展开更多
关键词 shpb实验 主动围压 HJC动态本构模型 应力应变曲线 应变率
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反复一维冲击下钙质砂动力特性SHPB试验研究 被引量:5
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作者 戴国亮 欧阳浩然 +3 位作者 秦伟 朱文波 龚维明 张程锋 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2022年第14期264-270,279,共8页
南海岛礁建设桩基工程面临钙质砂地层问题,利用改进的分离式霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar,SHPB)试验装置研究钙质砂在反复冲击荷载作用下的动力特性。共进行28次反复一维冲击试验,得到钙质砂和石英砂的应力-应变、一维压... 南海岛礁建设桩基工程面临钙质砂地层问题,利用改进的分离式霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar,SHPB)试验装置研究钙质砂在反复冲击荷载作用下的动力特性。共进行28次反复一维冲击试验,得到钙质砂和石英砂的应力-应变、一维压缩特性以及吸能效率曲线,以探讨反复一维冲击荷载作用下冲击次数、含水率和相对密实度等因素对两种砂样动态力学响应的影响。结果表明:钙质砂由于颗粒形状和矿物组成的不同,其动态表观模量(动刚度)在首次冲击以及反复冲击多次后都约为石英砂的10%;随着反复冲击的进行,两种砂样不断密实,表现为刚度增大、可压缩性减弱;首次冲击下钙质砂和石英砂的屈服应力分别约为3.20 MPa和9.33 MPa,此后颗粒开始大量破碎,压缩指数分别约为0.87和0.41,反复冲击后两种砂样的屈服应力分别增加到6.14 MPa和12.54 MPa;钙质砂的吸能效率高于石英砂,不同含水率和不同相对密实度钙质砂样吸能效率在多次冲击后趋于接近。 展开更多
关键词 钙质砂 分离式霍普金森压杆(shpb)试验 冲击次数 应力-应变关系 一维压缩特性 吸能特性
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SHPB实验中的端面凹陷修正 被引量:7
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作者 宋力 胡时胜 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期203-208,共6页
提出了一种关于霍普金森压杆(SHPB)实验中压杆端面凹陷的分析方法,并在此基础上提出了修正该凹陷的数据处理技术。将该技术与其他数据处理技术相结合,可提高SHPB实验中应变的计算精度。该技术使SHPB可以用于小应变范围测试,并使利用SHP... 提出了一种关于霍普金森压杆(SHPB)实验中压杆端面凹陷的分析方法,并在此基础上提出了修正该凹陷的数据处理技术。将该技术与其他数据处理技术相结合,可提高SHPB实验中应变的计算精度。该技术使SHPB可以用于小应变范围测试,并使利用SHPB测得完整的、精度及可靠性可与准静态测试相当的材料动态应力应变曲线成为可能。 展开更多
关键词 固体力学 端面凹陷 分离式霍普金森压杆 shpb测试
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Hopkinson压杆对准脆性材料的动态力学实验研究 被引量:5
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作者 苏碧军 王启智 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第S2期580-584,共3页
分离式Hopkinson压杆是对准脆性材料实施高速加载的理想工具,利用该装置可以对准脆性材料实施各种加载方式,测定材料的动力特性参数。对分离式Hopkinson压杆装置的测试原理做了扼要说明,简单介绍了目前用于准脆性材料的测试方法(压缩实... 分离式Hopkinson压杆是对准脆性材料实施高速加载的理想工具,利用该装置可以对准脆性材料实施各种加载方式,测定材料的动力特性参数。对分离式Hopkinson压杆装置的测试原理做了扼要说明,简单介绍了目前用于准脆性材料的测试方法(压缩实验方法和拉伸实验方法),并结合目前的测试技术,对准脆性材料的实验方法提出了一些新的设想。 展开更多
关键词 分离式hopkinson压杆 准脆性材料 动态力学性能 测试方法
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冻融与动载耦合作用下砂岩的动力学性能及裂纹扩展规律
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作者 何世静 汪漫 +4 位作者 焦玉勇 刘文连 许汉华 眭素刚 胡小悦 《安全与环境工程》 北大核心 2025年第3期101-111,共11页
高寒地区矿山岩质边坡工程一直是国内外研究的热点,由于常年受冻融侵蚀、开采爆破及地震等多种因素的影响,造成了严重的安全隐患,制约了矿山资源的安全高效生产。为了更深入地了解矿山岩质边坡岩体在冻融及动载耦合作用下的损伤劣化机理... 高寒地区矿山岩质边坡工程一直是国内外研究的热点,由于常年受冻融侵蚀、开采爆破及地震等多种因素的影响,造成了严重的安全隐患,制约了矿山资源的安全高效生产。为了更深入地了解矿山岩质边坡岩体在冻融及动载耦合作用下的损伤劣化机理,本文通过制备矿区砂岩试样,基于冻融循环试验、分离式霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar,SHPB)试验、数字图像相关(digital image correlation,DIC)技术等手段对高寒地区岩石在冻融及动载耦合作用下的力学性能及裂纹扩展规律进行了分析。结果显示:①砂岩试样的动态峰值应力和动弹性模量随着冻融循环次数的增加逐渐降低,应变峰值随着冻融循环次数的增加而逐渐增大,同时在线弹性阶段,应力-应变曲线斜率随冻融循环次数的增加不断减小;②在冲击荷载作用下砂岩试样y向应变集中区的分布决定了试样在破坏过程中初始裂纹和次生裂纹的产生和扩展,同时位移云图和监测点位移的正负可以判断裂缝发生的位置及裂纹长度变化。该研究结论可为高寒地区岩体工程在冻融、动载等灾害防治方面提供一定的理论参考。 展开更多
关键词 砂岩 动力学特性 裂纹扩展规律 冻融循环 分离式霍普金森压杆(shpb)试验 数字图像相关(DIC)技术
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基于不同材料模型的混凝土SHPB试验数值模拟 被引量:8
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作者 余道兴 宗周红 +2 位作者 李明鸿 刘路 院素静 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期124-129,共6页
为了分析不同材料模型对混凝土分离式霍普金森压杆(SHPB)试验数值模拟结果的影响,在LS-DYNA软件中分别运用K&C,HJC,CSC三种材料模型对混凝土的SHPB试验进行模拟.利用脉冲整形器对入射波进行整形以减小弥散效应,实现恒应变率加载,并... 为了分析不同材料模型对混凝土分离式霍普金森压杆(SHPB)试验数值模拟结果的影响,在LS-DYNA软件中分别运用K&C,HJC,CSC三种材料模型对混凝土的SHPB试验进行模拟.利用脉冲整形器对入射波进行整形以减小弥散效应,实现恒应变率加载,并从SHPB试验的基本假定出发验证了有限元模型的准确性.通过数值模拟得到了不同撞击速度下基于3种材料模型的混凝土破坏过程及其应力-应变曲线.结果表明:K&C,HJC,CSC三种模型基本上能够反映混凝土的动态力学特性,且K&C模型和CSC模型的失效模式为核心塌陷,而HJC模型则表现出留核现象;在相同的平均应变率下,HJC模型和K&C模型的动力放大系数大于CSC模型;随着平均应变率的增加,峰值应变增大,CSC模型和HJC模型的割线刚度减小,而K&C模型的割线刚度变化不明显. 展开更多
关键词 K&C模型 HJC模型 CSC模型 shpb试验 数值模拟
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整形器对SHPB入射波形影响规律的定量研究 被引量:6
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作者 任文科 李汶峰 +2 位作者 王江波 徐立志 高光发 《北京理工大学学报》 CSCD 北大核心 2021年第9期901-910,共10页
波形整形器是实现分离式霍普金森压杆(SHPB)实验恒应变率加载的重要手段之一,为研究整形器对入射波形的影响规律,本文以紫铜、黄铜、铝等软材料为研究对象,在37 mm霍普金森压杆(SHPB)设备上开展了整形器直径和厚度、撞击杆速度、长度等... 波形整形器是实现分离式霍普金森压杆(SHPB)实验恒应变率加载的重要手段之一,为研究整形器对入射波形的影响规律,本文以紫铜、黄铜、铝等软材料为研究对象,在37 mm霍普金森压杆(SHPB)设备上开展了整形器直径和厚度、撞击杆速度、长度等因素对入射波形状影响规律的实验研究,并结合数值模拟仿真研究与量纲分析,给出了入射波T1和T2拐点的量纲一应力、量纲一时间的定量表达式,T1拐点的量纲一应力σ/σ*与量纲一参数Y/σ*,(d/Db)2和h/Lb分别呈线性关系;T2拐点的量纲一时间t/t与量纲一参数h/Lb、Y/σ都是呈线性关系的. 展开更多
关键词 分离式霍普金森压杆(shpb)实验 波形整形器 应力平衡 恒应变率
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Failure of rock under dynamic compressive loading 被引量:5
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作者 周子龙 李地元 +1 位作者 马国伟 李建春 《Journal of Central South University of Technology》 EI 2008年第3期339-343,共5页
Split Hopkinson Pressure Bar(SHPB) test was simulated to investigate the distribution of the first principal stress and damage zone of specimen subjected to dynamic compressive load. Numerical models of plate-type spe... Split Hopkinson Pressure Bar(SHPB) test was simulated to investigate the distribution of the first principal stress and damage zone of specimen subjected to dynamic compressive load. Numerical models of plate-type specimen containing cracks with inclined angles of 0°,45° and 90° were also established to investigate the crack propagation and damage evolution under dynamic loading. The results show that the simulation results are in accordance with the failure patterns of specimens in experimental test. The interactions between stress wave and crack with different inclined angles are different; damage usually appears around the crack tips firstly; and then more damage zones develop away from the foregoing damage zone after a period of energy accumulation; eventually,the damage zones run through the specimen in the direction of applied loading and split the specimen into pieces. 展开更多
关键词 split hopkinson pressure barshpb test failure mechanism dynamic compressive loading crack propagation damage evolution
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三轴SHPB装置研制
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作者 白盼 师燕超 宗瑞卿 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2017年第5期610-613,664,共5页
文章针对动态真三轴分离式试验机的研究空白,提出了一种新型三轴分离式霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar,SHPB)试验装置的设计思想。基于设计理念,建造了三轴SHPB装置的第一代原型;通过数值模拟,验证了该装置设计的合理性;选... 文章针对动态真三轴分离式试验机的研究空白,提出了一种新型三轴分离式霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar,SHPB)试验装置的设计思想。基于设计理念,建造了三轴SHPB装置的第一代原型;通过数值模拟,验证了该装置设计的合理性;选用有机玻璃作为试验材料验证该装置的有效性和可重复性。结果证明基于该设计的装置可以对试件产生三向同步正交动态冲击加载。 展开更多
关键词 动态试验机 三轴试验机 高应变率 三轴分离式霍普金森压杆(shpb)
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超高性能混凝土动态压缩试验与损伤分析 被引量:4
15
作者 刘季玄 陈徐东 +3 位作者 石丹丹 王璐瑶 宁英杰 甘元楠 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第9期115-120,共6页
为探究超高性能混凝土(ultra-high performance concrete,UHPC)在动态压缩下的损伤特性,该文利用霍普金森压杆装置研究了不同应变率(52~368 s-1)下的动态压缩力学性能,并基于数字图像相关技术对试件的破坏过程进行分析。结果表明:在冲... 为探究超高性能混凝土(ultra-high performance concrete,UHPC)在动态压缩下的损伤特性,该文利用霍普金森压杆装置研究了不同应变率(52~368 s-1)下的动态压缩力学性能,并基于数字图像相关技术对试件的破坏过程进行分析。结果表明:在冲击荷载下,UHPC试件破坏后,仍能保持完整;UHPC动态抗压强度和韧性表现出明显的应变率敏感性;随着应变率的增加,钢纤维能够更好地吸收冲击能量并抑制临界应变的增大;裂缝发展受应变率影响较大,裂缝最终宽度随应变率的增加不断增加,低应变率下裂缝最终宽度并非其最大宽度。该研究可为UHPC服役性能和损伤评估提供理论支撑。 展开更多
关键词 超高性能混凝土 分离式霍普金森压杆 数字图像相关 动态冲击试验 应变率 抗冲击性能
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不同倾角裂隙混凝土试件动态力学破坏特性试验研究 被引量:1
16
作者 武旭 方慧 +3 位作者 潘继良 席迅 孙景来 张英才 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期142-149,189,共9页
为了探讨含不同倾角裂隙的混凝土试件在冲击荷载作用下的力学特性及破坏规律,采用分离式霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar, SHPB)对含有5种不同倾角裂隙的混凝土试件进行了冲击试验,借助高速摄像系统实时捕捉了裂纹扩展和动... 为了探讨含不同倾角裂隙的混凝土试件在冲击荷载作用下的力学特性及破坏规律,采用分离式霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar, SHPB)对含有5种不同倾角裂隙的混凝土试件进行了冲击试验,借助高速摄像系统实时捕捉了裂纹扩展和动态破坏过程。结果表明:倾角为30°的裂隙试件的反射波波幅相对最大,倾角为0°的裂隙试件的反射波波幅相对较小。当预制裂隙倾角为0°时,冲击波耗散较少,透射波波幅较大;当预制裂隙倾角为60°时,冲击波耗散较多,即当应力波传播方向与预制裂隙夹角为60°时试件最容易发生破坏。冲击荷载下新形成的裂纹整体上均沿着预制裂隙尖端起裂、扩展和贯通,破坏模式主要为压应力作用下的张拉破坏;在相同预制裂隙宽度下,长度为20 mm预制裂隙的破坏形式比10 mm长度预制裂隙试件更加简单,形成新裂纹的数量相对较少,且更容易沿预制裂纹尖端方向向外起裂;巴西圆盘试件在冲击荷载的破坏形式与预制裂隙长度密切相关,与裂隙宽度关联性较弱。 展开更多
关键词 预制裂隙 冲击试验 裂隙扩展 破裂模式 分离式霍普金森压杆
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高应变率荷载作用下钢筋与ECC的黏结滑移关系研究
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作者 崔双双 孟瑶 +1 位作者 陈伟宏 孙浩 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期71-82,共12页
采用水泥基复合材料(engineering cementitious composite,ECC)替代混凝土可以提高结构在偶然荷载作用下的抗连续倒塌性能,但在悬链线大变形阶段钢筋与ECC间可能会出现黏结滑移破坏。基于分离式霍普金森压杆(SHPB)试验装置,进行了钢筋与... 采用水泥基复合材料(engineering cementitious composite,ECC)替代混凝土可以提高结构在偶然荷载作用下的抗连续倒塌性能,但在悬链线大变形阶段钢筋与ECC间可能会出现黏结滑移破坏。基于分离式霍普金森压杆(SHPB)试验装置,进行了钢筋与ECC的动态黏结滑移性能试验,分析了ECC强度等级、应变率、钢筋直径对极限黏结强度、刚度和滑移量的影响规律,获得了高应变率下钢筋与ECC的平均黏结滑移曲线,得到其黏结滑移破坏模式。并与静态黏结滑移试验进行对比,得到了动态黏结强度增强因子。进一步,通过钢筋开槽内贴应变片法,获得不同锚固位置的黏结应力及相对滑移的分布规律,提出黏结位置函数。最后,根据试验结果得到钢筋与ECC平均黏结滑移本构,进而乘以黏结位置函数得到考虑锚固位置影响的动态黏结滑移本构,为ECC结构构件设计及有限元分析提供试验依据和理论参考。 展开更多
关键词 水泥基复合材料(engineering cementitious composite ECC) 高应变率荷载 钢筋-ECC黏结滑移 分离式霍普金森压杆(shpb)试验 位置函数 黏结滑移本构关系
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动载下高浓度全尾砂胶结充填体的力学特性 被引量:30
18
作者 杨伟 张钦礼 +1 位作者 杨珊 王新民 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期156-161,共6页
为了研究动载下高浓度全尾砂胶结充填体(HTB)的力学性能,制备直径×长度为50 mm×25 mm的HTB试件,通过静态单轴压缩试验和分离式霍普金森杆(SHPB)单轴冲击试验,对试件的动静荷载下的力学性质进行比较,研究试件动态抗压强度、动... 为了研究动载下高浓度全尾砂胶结充填体(HTB)的力学性能,制备直径×长度为50 mm×25 mm的HTB试件,通过静态单轴压缩试验和分离式霍普金森杆(SHPB)单轴冲击试验,对试件的动静荷载下的力学性质进行比较,研究试件动态抗压强度、动态应变、强度增强因子、比能量吸收与平均应变率之间的关系。研究结果表明:HTB试件对弹性波传播有较强的阻尼作用;HTB试件临界破坏的平均应变率为103 s-1,最大应变率可达265 s-1;随着应变率增大,试件的动态抗压强度、动态强度增长因子、峰值应变随之增大,应变率越高,达到峰值强度历时越短;动载下HTB试件出现1~2次破坏-压实过程;在低应变率下,试件沿轴向呈现脆性劈裂破坏,在高应变率下,破坏形式为压碎破坏;随着入射能量增大,反射能、试块吸收能量及比能量吸收均呈线性增长趋势,由于波阻抗效应,透射能较小,试块具有较强的吸收和反射能特性。 展开更多
关键词 矿山开采 高浓度全尾砂胶结充填体 应变率 shpb试验 动态力学性能
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冲击荷载下高流态地质聚合物混凝土的强度特性 被引量:7
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作者 罗鑫 许金余 +2 位作者 苏灏扬 白二雷 李为民 《建筑材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期72-77,共6页
以矿渣、粉煤灰为原材料,NaOH,Na_2CO_3为碱激发剂,制备了强度等级为C30的高流态地质聚合物混凝土(highly fluidized geopolymer concrete,HFGC),并采用经波形整形技术改进后的φ100分离式霍普金森压杆(SHPB)试验装置测试了HFGC在冲击... 以矿渣、粉煤灰为原材料,NaOH,Na_2CO_3为碱激发剂,制备了强度等级为C30的高流态地质聚合物混凝土(highly fluidized geopolymer concrete,HFGC),并采用经波形整形技术改进后的φ100分离式霍普金森压杆(SHPB)试验装置测试了HFGC在冲击荷载下的强度特性,包括动态劈裂拉伸强度和动态压缩强度.结果表明:HFGC的动态强度特性表现出了明显的应变率相关性,其增强因子可用平均应变率的对数线性表示;动态劈裂拉伸状态下的应变率敏感阀值为5.027 s^(-1),动态压缩状态下的应变率敏感阀值为28.89 s^(-1),动态劈裂拉伸强度的应变率敏感性要比动态压缩强度强;HFGC的动态强度特性的定性趋势与普通混凝土一致,但与普通混凝土相比,HFGC的应变率敏感性因其具备特有的无机缩聚三维氧化物网络结构而更为明显,可以更有效地发挥其在冲击荷载作用下的整体强度特性.由此可见,HFGC是应变率敏感材料. 展开更多
关键词 高流态地质聚合物混凝土 分离式霍普金森压杆 动态劈裂拉伸试验 动态压缩试验 强度特性 波形整形技术
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纳米再生骨料混凝土的动态力学性能试验研究 被引量:23
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作者 李文贵 罗智予 +1 位作者 龙初 黄靓 《湖南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第9期92-99,共8页
对再生混凝土以及经过1%~2%的纳米SiO_2或纳米CaCO_3改性的再生混凝土进行了霍普金森压杆(SHPB)的冲击对比试验研究.试验研究不同纳米颗粒及其不同掺量对再生混凝土高应变率作用下动态强度,动态增长因子(DIF),峰值应变,冲击韧性等力学... 对再生混凝土以及经过1%~2%的纳米SiO_2或纳米CaCO_3改性的再生混凝土进行了霍普金森压杆(SHPB)的冲击对比试验研究.试验研究不同纳米颗粒及其不同掺量对再生混凝土高应变率作用下动态强度,动态增长因子(DIF),峰值应变,冲击韧性等力学性能的影响.试验结果表明,动态冲击荷载下纳米改性再生混凝土普遍具有比未添加纳米颗粒的再生混凝土更高的冲击强度,然而当纳米颗粒含量从1%增加到2%时,纳米SiO_2及纳米CaCO_3改性的再生混凝土受冲击强度均有所降低.相同掺量时,纳米SiO_2对受冲击强度的提高效果比纳米CaCO_3更为明显,掺入1%纳米SiO_2的再生混凝土具有最高的受冲击强度.纳米CaCO_3则表现为更有效地提高了再生混凝土的冲击韧性和变形能力.纳米改性再生混凝土均呈现出比未添加纳米材料的再生混凝土低的应变率敏感性. 展开更多
关键词 冲击实验 纳米SIO2 纳米CACO3 再生混凝土 霍普金森压杆
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