水泥沙浆在围压下的动态力学性能研究

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1、中国科学技术大学硕士学位论文水泥沙浆在围压下的动态力学性能研究姓名：薛志刚申请学位级别：硕士专业：工程力学指导教师：胡时胜20070601中国科学技术大学力学与机械工程系摘要混凝土材料是世界上使用最广泛的建筑材料。因为它是一种结构复杂的复合材料，简单加载边界，受力状态下的力学性能并不能反映所有的力学特性，所以有必要研究混凝土在复杂应力状态下的力学性能。为此，本文分别进行了水泥砂浆在被动围压，主动围压下的动态力学性能研究。并与一维应力下的冲击压缩实验进行了比较。实验表明在一维应力加载条件下，材料的破坏模式主要是翼型裂

2、纹的扩展、连通导致整体失稳；在主动围压和被动围压下，材料可以发生伪塑性流动，使得材料的抗压强度和韧性都有大幅提高。同时随着动态加载应变率的增加，在各种加载，应力条件下，水泥砂浆的强度均有提高，但是水泥砂浆在围压下的动态增强与一维应力下的动态增强有显著的区别。文中详细研究了试件尺寸，横向约束对一维应力加载下材料抗压强度的影响以及主动围压，被动围压下水泥砂浆材料表现为应变率敏感的物理机制。主动围压实验得到了材料流动应力与围压大小的关系，并且发现加载边界对材科的力学性能有很大的影响。被动围压实验研究了水泥砂浆材料在高静水

3、压力下的伪塑性变形和体积变形特性以及静水压力与体积应变的关系。最后通过总结水泥砂浆在主动围压和被动围压下的实验数据，导出了水泥砂浆进入伪塑性后的破坏准则和破坏面，并研究了水泥砂浆的应变率本构模型。关键词水泥砂浆围压SHPB破坏准则动态力学性能中国科学技术大学力学与机械工程系ABSTRACTConcreteisthemostwidely-usedmateria．1inarchitecture．Asitisonekindofcompositewithcomplexmicrostructures，mechanicalbe

4、haviorundersimpleloadingconditionsandstressstatewillnotrevealallthemechanicalcharacteristicsofcon．crete．soitisnecessarytostudythebehaviorundercomplexloadingconditionsandstressstate．Inthispaper，compressiveexperimentsofcementmortarusingSplitHopkinsonBarunderacti

5、veconfinementandpassiveconfinementweredonetoinvestigatethemechanicalbehavior,alsoexperimentsofdynamicandstatictestwithoutconfinementweredoneincomparison．TheexperimentresuRshowsthatslidingcracksexpand，jointeachother,finallyunstabletobethecauseoffailureofspecime

6、nunderuniaxialcompression．Behaviorofcementmortarturnsouttobeplasticunderactiveorpas-siveconfinement，resuhinagreatpromoteinstrengthandductility．Atthesametime，asstrainrateincreases，thestrengthofcementmortarenhancedunderallexperimentalloadingconditions，buttheenha

7、ncementmechanismofuniaxialcompressionisobvi—ouslydifferentfromtheoneunderconfinement．Thefactorsthataffectthestrengthofmaterial，suchasspecimensize，lateralconfinement，werediscussinthispaper,themechanismofstrainratesensitiveofce-mentmortarunderconfinementwasalsos

8、tudiedhere．Therelationshipbetweenflowstressandlateralconfinementwasderivedfortheactiveconfineexperiment,itshowsthattheloadingconditionscangreatlyaffectthemechanicalbehavior．Formthe