冲击荷载下afrp约束混凝土的动态力学特性及其应用

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1、学兔兔www.xuetutu.com2014年第7期混凝土与水泥制品2014No．77月CHINACONCRETEANDCEMENTPRODUCTSJuly冲击荷载下AFRP约束混凝土的动态力学特性及其应用杨慧，张师，刘瑶志，丁力，乔忆炜(1．空军工程大学航空航天工程学院，西安710038；2．济南军区联勤部，250000)摘要：为探究芳纶纤维增强复合材料(AFRP)约束混凝土的动态冲击力学性能，采用lOOu'unSHPB试验系统对C30、C40、C5O三种基体强度等级的AFRP约束混凝土进行了动态冲击

2、试验，得到了动态试验下的应力一应变曲线。试验结果表明。高应变率冲击下，AFRP约束条件显著延长了混凝土试件的弹塑性阶段，其延性、强度都有明显提高，并表现出应力率强化效应；约束层数的增加和基体混凝土强度的增大也有助于提高AFRP约束混凝土的抗冲击性能。关键词：芳纶纤维；约束混凝土；SHPB；动态冲击；抗震结构I．防护结构Abstract：InordertoexplorethedynamicimpactmechanicalpropertiesofAramidFiberReinforcedPolymer(AF

3、RP)confinedconcrete，theaynamicimpacttestsofAFRPconfinedconcrete(C30，C40，C50)wascarriedoutbyusingthe0100mmSHPBtestsystem．andthedynamicstress—straincurveswereobtained．Thetestresultsshowthatundertheim—pactofhighstrainrates，AFRPconstraintscansignificantlyext

4、endtheelastic—plasticstageofconcretespecimens，andtheductilityandstrengthoftheconcreteimprovessignificantly，meanwhile，itshowsthestresshardeningeffect；Inaddition，theincreaseoffiberclothlayersandthestrengthofcoreconcretealsocontributetoimprovingtheimpactres

5、istanceofAFRPconfinedconcrete．Keywords：AFRP；Confinedconcrete；SHPB；Dynamicimpact；Seismicstructure；Protectivestructure中图分类号：TU528．572文献标识码：A文章编号：1000—4637(2014)07—53—040前言AFRP约束前后的动态力学特性，并结合试验得出混凝土作为应用最广泛的建筑材料，其抗拉能的应力一应变曲线对其增强机理进行了分析。本研力远弱于抗压能力的缺陷已引起研究学者的广

6、泛究结论可为AFRP约束混凝土在受冲击荷载建筑中关注。芳纶纤维增强复合材料(AramidFiberRein—的应用提供理论依据和技术指导。forcedPolymer．AFRP)是一种集诸多优点于一身的1AFRP约束混凝土的SHPB试验优质建筑加固材料，能有效提高混凝土的抗压强1．1原材料及试件制作度。具有广阔的应用前景【。相较于其他纤维增强根据试验要求和目的配制C30、C40、C50三种复合材料，AFRP约束混凝土最大的优点在于破坏不同强度混凝土作为AFRP约束混凝土的基体。原前有明显征兆。在高应变率冲

7、击作用下，能有效地材料为：P·O42．5R水泥：粒径5~20mm的石灰岩碎吸收轴向应变能和纵向动能【”。近年来，建筑结构的石；细度模数为2．78的中砂；西安某公司产97型微工作状态及工作环境愈加复杂，时常会遭受地震、硅粉：广州某公司产FDN高效减水剂；北京某公司爆炸和冲击荷载的损伤。因此，研究混凝土在冲击产CAS一415型单向布单向芳纶纤维布和CFSRA／B荷载下的动态力学特性是十分必要的。目前，对型树脂胶。各项性能指标见表1。经计算、试配与调AFRP混凝土的研究主要集中在准静态力学性能方整。最后确定的

8、各强度混凝土配合比见表2。面，如贺玲凤等口对其静态抗压性能进行了研究，表1芳纶纤维布及浸渍树脂胶的性能指标取得了大量成果，但关于其动态性能的研究还较少报道。为探究AFRP约束混凝土的动态力学性能，本文采用OlOOmm分离式霍普金森压杆试验系统(SplitHopkinsonPressureBax，SHPB)，研究了不同应变率条件下C30、C40、C50三种基体混凝土在根据试验装置原理和材料特性，设计AFRP约束混凝土动态冲击试验试件为圆柱体，