钢纤维页岩陶粒混凝土动态本构模型研究.pdf

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1、2016年第7期（总第321期）混凝土原材料及辅助物料Number7in2016（TotalNo.321）ConcreteMATERIALANDADMINICLEdoi：10.3969/j.issn.1002-3550.2016.07.024钢纤维页岩陶粒混凝土动态本构模型研究李原，刘宏伟，杨明宇（空军勤务学院机场工程与保障系，江苏徐州221000）摘要：针对钢纤维页岩陶粒混凝土（SFSCC）在冲击荷载作用下的黏弹性行为，采用含有损伤因子的ZWT本构模型进行描述，基于试验数据，确定了模型参数。根据分析结构

2、与试验数据的比对，所建模型对SFSCC应力-应变曲线的弹性阶段的拟合效果较好，可以有效地描述SFSCC在弹性阶段的动力学响应过程。关键词：钢纤维页岩陶粒混凝土；冲击荷载；损伤变量中图分类号：TU528.041文献标志码：A文章编号：1002-3550（2016）07-0099-03SteelfiberreinforcedshaleaggregateconcretedynamicconstitutivemodelresearchLIYuan，LIUHongwei，YANGMingyu（Departmento

3、fAirfieldEngineeringandSupport，AirForceLogisticsCollege，Xuzhou221000，China）Abstract:Inlightoftheviscoelasticbehaviorofsteelfibershaleaggregateconcrete（SFSCC）underimpactload，usesthedamagefactorofZWTconstitutivemodeldescribeit.Basedonexperimentaldata，parame

4、tersofaconstitutivemodelwereestablished.Accordingtotheanalysisofstructurewiththeexperimentaldata，themodelcanfitthecurveoftheSFSCCstress-straininelasticstagewell.ItcaneffectivelydescribethedynamicresponseprocessofSFSCCinelasticstage.Keywords:steelfibershal

5、eaggregateconcrete；impactload；damagevariable0引言1试验纤维轻骨料混凝土（简称FLWAC）具有轻质、高强、保1.1试验材料温和耐火等特点，并且变形性能良好，弹性模量较低，将其SFSCC由页岩陶粒、砂、水、水泥、钢纤维和减水剂6种应用于工业与民用建筑及其他工程中，可以有效减轻结构原材料混合制成，材料的主要性能参数如下所示：（1）页岩陶粒：粒径为10~20mm，堆积密度为833kg/m3，自重、节约材料用量、提高结构运输和吊装效率、减少地基为1250kg/m3，吸水

6、率为8.4%。荷载。（2）砂：建筑河砂，细度模数为2.6，满足II类砂标准。目前对于FLWAC力学性能的研究主要集中在静力学方面，而对于动力学性能的研究较少[1-6]。但实际上大跨（3）水泥：P·C42.5级水泥。（4）水：实验室自来水。度桥梁、高层建筑和海洋平台有可能遭遇到冲击破坏等（5）钢纤维：河北衡水建业钢纤维厂产波纹形钢纤维，级较高的海浪、台风等自然灾害的动力作用，如挪威的性能指标见表1。Storseisundet大桥在6年内承受了12次强力飓风的冲击表1钢纤维各项性能参数作用，1980年北海艾克

7、菲斯油田钻井平台在高7m的海浪钢纤维类型长度/mm长径比抗拉强度/MPa反复冲击下倾倒。因此掌握FLWAC的动力学性能，构建波纹形38~4235-43700合适的应力应变模型，对其在工程的防灾减灾和防护能力（6）减水剂：萘系减水剂，减水率为20%。方面的应用具有重要意义。1.2试验方案及结果本研究选取其中的一种，钢纤维页岩陶粒混凝土（简设计如表2所示的5组对照组，每组制造9个试件，称SFSCC）作为研究对象，采用准74mm的SHPB装置，对试件为的圆饼形。多种钢纤维体积掺量的SFSCC在不同应变率下的冲击

8、压利用准74mm的分离式霍普金森压杆对试件进行动缩力学性能进行试验研究，建立了SFSCC的动态本构模型，态冲击试验，共设置0.30、0.35、0.40MPa三种气压，来模拟并将其与试验结果进行对比，加以验证。不同冲击荷载的作用。试验结果如表3所示。收稿日期：2015-08-12基金项目：国家自然科学基金项目（51478462，51508565）··99表2试验方案设计SFSCC的应变率不变；试验编号水灰比砂率/%钢纤维掺量/%