【摘要】：活性粉末混凝土(Reactive Powder Concrete,RPC)作為一種超高性能混凝土,具有超高強(qiáng)度、高耐久性、體積穩(wěn)定性良好等優(yōu)點(diǎn),在建筑結(jié)構(gòu)、核工程和抗爆結(jié)構(gòu)等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。在實(shí)際工程應(yīng)用中,活性粉末混凝土不可避免的承受撞擊、地震、爆炸等動(dòng)力荷載,此時(shí)混凝土表現(xiàn)出不同于準(zhǔn)靜態(tài)加載時(shí)的力學(xué)特性,對(duì)活性粉末混凝土的抗沖擊性能提出了更高的要求。而目前關(guān)于活性粉末混凝土的研究多集中在制備技術(shù)、準(zhǔn)靜態(tài)力學(xué)性能等方面的研究,對(duì)于沖擊荷載作用下的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能和沖擊韌性的研究相對(duì)較少,因此本文針對(duì)這方面進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。本文采用?38mm分離式霍普金森壓桿試驗(yàn)裝置,對(duì)不同橡膠粉摻量(等體積替代法,0%、5%、10%和15%)的活性粉末混凝土進(jìn)行了不同應(yīng)變率下的沖擊壓縮試驗(yàn),得到了橡膠粉改性RPC的沖擊破壞形態(tài)和應(yīng)力-應(yīng)變曲線,分析了橡膠粉改性RPC峰值應(yīng)力和峰值應(yīng)變的應(yīng)變率效應(yīng)。研究結(jié)果表明,橡膠粉改性RPC是一種應(yīng)變率敏感材料,其中峰值應(yīng)力隨著應(yīng)變率的增大而增加,而隨著橡膠粉摻量的增加,材料的動(dòng)力增長(zhǎng)系數(shù)不斷增大;峰值應(yīng)變隨著應(yīng)變率的增大而增大,橡膠粉的摻入會(huì)增大試件的峰值應(yīng)變。引入比能量吸收指標(biāo)評(píng)價(jià)材料的沖擊韌性,結(jié)果表明橡膠粉改性RPC的沖擊韌性隨著應(yīng)變率的增大而增強(qiáng),最大增幅達(dá)25.6%,隨著橡膠粉摻量的增加而增強(qiáng)。根據(jù)應(yīng)變等價(jià)性假說建立材料動(dòng)態(tài)損傷本構(gòu)模型,基于Weibull分布確定材料的損傷變量D。該動(dòng)態(tài)損傷模型參數(shù)簡(jiǎn)單,使用方便,可以通過參數(shù)m值反映材料的韌性;將計(jì)算所得橡膠粉改性RPC動(dòng)態(tài)損傷本構(gòu)模型與試驗(yàn)曲線對(duì)比,兩者具有較好的一致性,驗(yàn)證了該模型的有效性。采用ANSYS/LS-DYNA有限元分析軟件,建立橡膠粉改性RPC在沖擊荷載作用下的有限元模型,確定材料HJC本構(gòu)模型參數(shù),獲得了試件在整個(gè)加載過程中應(yīng)力、應(yīng)變變化規(guī)律,再現(xiàn)了試件的沖擊破壞形態(tài),數(shù)值模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合度較高。RPC在抗沖擊、抗爆結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用是目前混凝土材料的前沿研究,本文系統(tǒng)的分析了橡膠粉改性RPC的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能,提升了材料的抗沖擊性能和沖擊韌性,使RPC在工程領(lǐng)域中的應(yīng)用更具優(yōu)勢(shì)。
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TU528
【圖文】：

天津大學(xué)碩士學(xué)位論文計(jì)中考慮了 RPC 的彎拉應(yīng)力和延性，滿足設(shè)計(jì)使用要求構(gòu)獲得 Nova 獎(jiǎng)提名。如圖 1-2 所示，在我國(guó)青藏鐵路橋長(zhǎng)江等[10]配制出立方體抗壓強(qiáng)度為 180MPa，抗折強(qiáng)度研究了其工作性能、力學(xué)性能和耐久性，并將 RPC 應(yīng)設(shè)，驗(yàn)證了人行道板和支架設(shè)計(jì)的合理性，承載能力滿

天津大學(xué)碩士學(xué)位論文設(shè)計(jì)中考慮了 RPC 的彎拉應(yīng)力和延性，滿足設(shè)計(jì)使用要求，結(jié)構(gòu)獲得 Nova 獎(jiǎng)提名。如圖 1-2 所示，在我國(guó)青藏鐵路橋梁敖長(zhǎng)江等[10]配制出立方體抗壓強(qiáng)度為 180MPa，抗折強(qiáng)度大0，研究了其工作性能、力學(xué)性能和耐久性，并將 RPC 應(yīng)用于建設(shè)，驗(yàn)證了人行道板和支架設(shè)計(jì)的合理性，承載能力滿足圖 1-1 加拿大魁北克人行橋

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2741616