CA砂浆动态力学性能试验研究-论文.pdf

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1、第35卷第2期防护工程V0l_35No．22013年4月PR0TECTIVEENGINEERINGApr．2013CA砂浆动态力学性能试验研究庞有超王武张春晓张磊(1．中国科技大学近代力学系，合肥230027；2．总参工程兵科研三所，洛阳471023)摘要：利用材料力学试验机和大直径分离式霍普金森杆，研究了CA砂浆在不同应变率下的力学性能。试验结果表明：(1)CA砂浆具有明显的应变率效应，应变率越高，动态强度越高；(2)CA砂浆具有良好的缓冲耗能性能，在强度退化后仍能承受较大变形。推导出了在高应变率下CA砂浆抗压强度的幂函数表达式。关键词：水泥乳化沥青砂浆；分离式Hopkinson压杆(SH

2、PB)；应变率；动力增大系数(DIF)TeststudyofthedynamicmechanicalpropertiesofCAmortarPANGYouchao，WANGWu，ZHANGChunxiao，ZHANGLei(1．DepartmentofModemMechanics，UniversityofScienceandTechnologyofChina，Hefei230027，China；2．TheThirdEngineerScientificResearchInstituteoftheHeadquatersoftheGeneralStaff，Luoyang471023，China)A

3、bstract：ToexplorethestaticanddynamicmechanicalpropertiesofCAmortar，uniaxialcompressiontestswereca~iedoutbyusingamaterialmechanicaltestingmachineandthesplitHopkinsonpressurebartechnique．Theresultsshowthat(1)themechanicalbehaviorofCAmortardependsonstrainrate；(2)CAmortarhasenergyabsorptioncapacitybeca

4、useitcanbearlargedeformationevenafterfailure．ThestrengthofCAmortarhasbeengainedanditwillincreaseasthestrainraterises．Keywords：cementasphaltmortar；splitHopkinsonpressurebar(SHPB)；strainrate；dynamicincreasingfactor(DIF)水泥乳化沥青砂浆(cementasphaltmortar，简称位，而在爆炸荷载作用下，防护工程缓冲耗能材料面CA砂浆)是由水泥、沥青乳液、砂和多种外加剂组临的是高应

5、变率的响应。成，经水泥水化硬化与沥青的胶结共同作用而形成基于以上考虑，本文利用分离式Hopkinson压的一种新型有机一无机复合黏弹性材料，在高速铁杆(SHPB)对CA砂浆在高应变率下的动态力学性路、轻轨等工程中起着调平、减振的作用，在我国高能进行了研究，得到了CA砂浆的抗压强度和弹性铁建设中具有广泛的应用¨引。模量在不同应变率下的变化规律，对完善CA砂浆目前，国内外对CA砂浆的物理力学性能、可施力学性能的系统研究以及进行防护工程缓冲耗能材工性能和抗冻性能等方面进行了较为系统的研究，料的探索都有十分重要的意义。得到了原材料种类及配比对CA砂浆性能的影响。但其抗压强度均在较低的应变率(1．5×

6、1原材料及工艺10一～5．0×10S)下测得，属于准静态范围，对CA砂浆在高应变率(≥100S)下的力学响应1．1原材料却鲜有研究。随着高速列车时速的不断提高，作用乳化沥青的种类与性能是配制CA砂浆的主要于CA砂浆的实际加载速率很有可能远高于试验加影响因素，乳化沥青的质量决定着CA砂浆的质量。载速率。另一方面，作为可灌浆材料，CA砂浆具有本文采用新型ALl308乳化沥青和RP．Q1型CA砂较低的弹性模量和黏弹性特性，有望弥补防护工程浆干粉料，该型阳离子型乳化沥青能够降低沥青与中缓冲耗能材料施工方式较为单一的不足，可用于水之间的界面张力，使沥青颗粒均匀地分布于水溶分配层、加固改造和其他非灌注工

7、艺难以施工的部液中，能够缩小油水两者之间的绝对密度差及黏度收稿日期：2012一l1—23作者简介：庞有超(1979一)，男，工程师，主要从事爆炸力学与防护工程研究。·16·防护工程2013正差，在两相之间乳化剂走向排列时，能增加沥青微粒之间形成所谓的“化学结合”，可以防止沥青与骨料的电荷，形成双电层，增加颗粒之间的相互排斥力，发生剥离现象，从而提高了CA砂浆性能。阻止沥青微粒的聚合。该型乳化沥青的吸附力强，乳