混凝土shpb试验技术研究进展

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1、2015年第6期(总第308期)混凝土理论研究Number6in2015(TotalNo．308)ConcreteTHEOＲETICALＲESEAＲCHdoi:10．3969j．issn．1002-3550．2015．06．010混凝土SHPB试验技术研究进展权长青，焦楚杰，李习波，申博，闫毅(广州大学土木工程学院，广东广州510006)摘要:介绍了SHPB的试验装置和原理，及其在混凝土动态力学性能测试中的发展历程，分析了混凝土SHPB试验中试件应力不均匀、大直径压杆的弥散效应、端面摩擦效应、试件惯性效应、波导杆与试件的阻抗匹配、试验数据处理的规范化等问题，并介绍了一些解决问

2、题的方法，为混凝土SHPB试验技术的研究提供参考。关键词:混凝土;SHPB;试验技术;研究进展中图分类号:TU528．01文献标志码:A文章编号:1002-3550(2015)06-0042-04OverviewonstudyofSHPBexperimentaltechniquesofconcreteQUANChangqing，JIAOChujie，LIXibo，SHENBo，YANYi(SchoolofCivilEngineering，GuangzhouUniversity，Guangzhou510006，China)Abstract:Introducedtheexperim

3、entaldeviceandprinciplesofSHPBanditsdevelopmenthistoryintestingthedynamicmechanicalpropertiesofconcrete．ProblemsinSHPBexperimentsofconcretewereanalyzedcontainingunevenstress，thedispersioneffectoflargediameterpressurebar，theendfrictionaleffect，theinertialeffectofspecimen，theimpedancematchingb

4、etweenHopkinsonbarandthespecimenandthestandardizationoftestdataprocessingissues．Somemethodstosolvetheseproblemswerealsointroduced．ThesecanserveasreferencefortheresearchofconcreteSHPBexperimenttechniques．Keywords:concrete;SHPB;experimentaltechniques;researchadvancement1．2试验原理0引言SHPB试验技术的两个基本假

5、定是:(1)压杆中一维1949年Kolsky提出了分离式Hopkinson压杆(Split应力波假定;(2)试件应力应变沿长度均匀分布假定。一HopkinsonPressureBar，简称SHPB)。SHPB试验技术以维假定又称平面假定，即理论认为应力波在细长压杆中传一维应力波为理论基础，测定压杆上的应变来推导试件的播时，弹性细长杆中的任一横截面始终保持为平面状态;应力应变关系。经过60多年的发展，SHPB试验装置不断应力均匀假定则认为应力波在试件中传播时只需往复2～［1－3］完善，已经成为材料动态性能研究的重要工具。3个来回，试件中的应力就近似均匀。以动态压缩为例，给出试件

6、的平均应力、应变、应变率1SHPB试验装置及原理的基本方程。试件放置于输入杆和输出杆之间，高压气体1．1试验装置驱动子弹对输入杆进行撞击，在输入杆端部产生入射脉冲常见的SHPB试验装置主要由3部分组成:压杆系对试件施荷。输入杆中的入射脉冲到达试件时，一部分反统、测试及数据采集系统和数据处理系统，装置示意图如射回来成反射脉冲，另一部分则以透射脉冲的形式穿过试图1所示。件到达输出杆，试件的物理性质决定了反射脉冲和透射脉冲的大小。应力脉冲在试件中能够进行多次往复，如图2所示。通过对波导杆上入射应变脉冲、反射应变脉冲和透射应变脉冲应变值εi、εr和εt的测试，用一维应力波的理论分析，可

7、求得试件中的平均应力σ(t)、平均应变ε(t)和平·均应变率ε(t)分别为:Aσ(t)=E(εi+εr+εt)(1)图1典型SHPB装置示意图2As收稿日期:2014-09-11基金项目:国家自然科学基金项目(51278135，51478128);住房和城乡建设部科研开发项目(2010－k3－27，2010－k4－18)·42·Ct大直径压杆试验技术和波形分析法，发现了波形振荡和非0ε(t)=∫(εi－εr－εt)dτ(2)L0s齐次变形问题，并找到了规避这些问题的方法。为消除这·C0种大直