聚丙烯纤维轻质高强混凝土动态力学特性研究 被引量：3

1

作者 李锐 王飞 张凯宏 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2023年第2期115-120,139,共7页

基于试验研究不同应变率下聚丙烯纤维轻质高强混凝土力学特性。采用电液伺服压力机及直径为74mm的分离式霍普金森压杆试验装置(SHPB)对不同纤维掺量(0%、0.05%、0.1%、0.2%、0.3%)的聚丙烯纤维轻质高强混凝土开展不同应变率下的单轴压... 基于试验研究不同应变率下聚丙烯纤维轻质高强混凝土力学特性。采用电液伺服压力机及直径为74mm的分离式霍普金森压杆试验装置(SHPB)对不同纤维掺量(0%、0.05%、0.1%、0.2%、0.3%)的聚丙烯纤维轻质高强混凝土开展不同应变率下的单轴压缩试验,分析应变率及纤维掺量对试件力学性能的影响。结果表明:随着纤维掺量的增大,试件峰值应力均呈先增大后减小的趋势,纤维掺量在0.1%时试件峰值应力达到最大值;0.6 MPa气压下相较于未掺纤维试件,纤维掺量为0.05%、0.1%、0.2%、0.3%时其韧性增幅分别为57.04%、77.78%、65.19%、46.67%,纤维的掺入增强了试件的韧性,随着纤维掺量的增多试件韧性整体呈先增大后减小的趋势;试件应变率与DIF间呈线性正相关,随着纤维掺量的增多试件应变率敏感性先增大后减小,纤维掺量在0.1%时试件的应变率效应敏感性最强;试件入射能、耗散能与应变率间呈线性正相关,0.6 MPa气压作用下相较于纤维掺量为0%的试件,纤维掺量为0.05%、0.1%、0.2%、0.3%时其破碎耗能密度增幅分别为9.05%、11.52%、15.23%、15.64%,掺入适量的聚丙烯纤维能够显著提高试件的耗能效果,但过量的纤维对试件耗能作用提升不再明显。 展开更多

关键词 聚丙烯纤维 应变率 轻质高强混凝土 峰值应力 耗能密度

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轴向荷载作用下碳纤维布约束损伤混凝土能量耗散试验研究

2

作者 张正亚 王志博 孙明明 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2024年第2期81-88,共8页

本文对碳纤维布约束损伤混凝土在轴向荷载作用下的力学性能开展试验研究。设计了混凝土损伤度、碳纤维布层数及碳纤维布缠绕角度三种变量,通过试验结果分析了三种变量对碳纤维布约束混凝土应力-应变曲线、峰值应力、耗能效果及机械损伤... 本文对碳纤维布约束损伤混凝土在轴向荷载作用下的力学性能开展试验研究。设计了混凝土损伤度、碳纤维布层数及碳纤维布缠绕角度三种变量,通过试验结果分析了三种变量对碳纤维布约束混凝土应力-应变曲线、峰值应力、耗能效果及机械损伤度的影响规律。试验结果表明:相较于未损伤试件,0.4σm(σm为未损伤混凝土试件单轴抗压强度)、0.5σm、0.6σm、0.7σm应力幅值损伤下素混凝土损伤度均值分别为7.24%、14.86%、25.31%、36.66%,损伤度与损伤应力幅值间指数函数呈现良好的正相关。碳纤维布的约束作用增强试件峰值应力及延性,0.4σm损伤应力作用后,相较于未粘贴碳纤维布试件,粘贴1,2,3层碳纤维布试件峰值应力增幅分别为34.99%、55.16%、64.42%,碳纤维布粘贴层数与峰值应力间指数函数呈负相关,过量的纤维布使试件应力增幅不再明显。碳纤维布缠绕角度的增大使试件单位体积耗散能线性降低,缠绕角度的增大降低了荷载作用下试件的承载效果。应力损伤幅值的增大使试件机械损伤度降低,碳纤维布层数的增加使试件机械损伤度增加,纤维布的约束保护作用极大提升了试件的耗能效果。 展开更多

关键词 损伤混凝土 碳纤维布 损伤度 峰值应力 耗能密度 机械损伤度 复合材料

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动荷载作用下FRP-混凝土-钢管组合结构能耗研究 被引量：1

3

作者 翟国良 汪海波 +1 位作者 吴捷豪 宗琦 《工业建筑》 北大核心 2023年第S01期340-343,共4页

FRP-混凝土-钢管组合结构实质是一个能量吸收与耗散的结构,组合结构在使用过程中,要有较强的保护能力保护建筑物和构筑物免受强烈荷载的破坏,从而降低人身和财产损失。因而利用直径74mm分离式霍普金森压杆试验装置开展劈裂拉伸试验,采... FRP-混凝土-钢管组合结构实质是一个能量吸收与耗散的结构,组合结构在使用过程中,要有较强的保护能力保护建筑物和构筑物免受强烈荷载的破坏,从而降低人身和财产损失。因而利用直径74mm分离式霍普金森压杆试验装置开展劈裂拉伸试验,采用控制变量法控制试块的FRP管厚和冲击气压变量,研究能量耗散过程、耗能密度和试块破碎形态等。试验研究结果表明:FRP-混凝土-钢管组合结构能量传递过程中,产生裂纹和块状脱落;试件吸收能、透射能、吸收和反射能均随入射能增加而增加;冲击速度和FRP管厚增加都会使耗能密度增加,FRP管厚越厚,耗能密度的增加量和增加速度越快;气压和耗能密度增加都会使峰值应力增加,气压越大,峰值应力的增加量和增加速度越缓慢;FRP管具有较好的抵抗强烈荷载的能力,可降低对试块造成的破坏。 展开更多

关键词 FRP-混凝土-钢管组合结构 分离式霍普金森压杆 能量耗散 耗能密度 破碎形态

原文传递

动载下结晶灰岩动力学性能研究

4

作者 李卓 刘浩杉 +2 位作者 张智宇 李恒 钱青云 《工程爆破》 CSCD 北大核心 2023年第6期44-51,60,共9页

针对保留围岩在爆炸荷载下的稳定性问题,基于SHPB、二波分析和分形理论等,对不同应变率加载下云南某矿区结晶灰岩的应力-应变曲线、破碎形态、分型维数及能量耗散特性开展相关研究。试验结果表明:应变率为49.64s^(-1)时,岩石试件破坏模... 针对保留围岩在爆炸荷载下的稳定性问题,基于SHPB、二波分析和分形理论等,对不同应变率加载下云南某矿区结晶灰岩的应力-应变曲线、破碎形态、分型维数及能量耗散特性开展相关研究。试验结果表明:应变率为49.64s^(-1)时,岩石试件破坏模式主要为轴向劈裂破坏;应变率为87.05s^(-1)时的破坏模式为劈裂-剪切组合破坏;在动态抗压强度方面,随着应变率的增加岩石的动态抗压强度与之呈明显的线性正相关关系,与静态抗压强度相比,动态强度增长因子由1.19增长至2.86;随着应变率增加,分形维数表现出逐渐增大的规律,应变率在30.37~138.18s^(-1)时,Df值从1.96增加至2.23,但随着应变率的增加Df最终趋于某一阈值;耗能密度随入射能量呈指数增长。研究结果提供了不同应变率冲击荷载下结晶灰岩的动态破碎和耗能规律,为此类矿区安全高效的爆破施工及类似工程设计提供依据。 展开更多

关键词 应变率 SHPB 分形维数 耗能密度

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多次冲击荷载下GFRP管约束混凝土劈裂拉伸力学性能试验研究

5

作者 马晓霞 孙燕飞 +1 位作者 施春燕 赵磊 《混凝土》 CAS 北大核心 2023年第8期32-37,共6页

为探究冲击荷载作用下GFRP管对混凝土结构的约束保护作用,采用非金属超声波分析仪测量不同冲击次数下GFRP约束混凝土试件纵波波速,利用直径为74 mm分离式霍普金森压杆装置(SHPB)对试件开展动态单轴劈裂拉伸试验,分析试件纵波波速、损伤... 为探究冲击荷载作用下GFRP管对混凝土结构的约束保护作用,采用非金属超声波分析仪测量不同冲击次数下GFRP约束混凝土试件纵波波速,利用直径为74 mm分离式霍普金森压杆装置(SHPB)对试件开展动态单轴劈裂拉伸试验,分析试件纵波波速、损伤因子、应力应变曲线、峰值应力与GFRP管壁厚度及冲击次数间的关系。结果表明:冲击次数的增加使得试件纵波波速降低,损伤因子增大,在第4次冲击荷载作用后管壁厚度1、1.5、2 mm试件损伤因子分别为29.56%、22.33%、17.77%,管壁厚度的增加,增加了对混凝土的径向约束,改善了混凝土内部的应力状态,降低了其在冲击荷载作用下的损伤度。素混凝土试件的动态拉伸应力应变曲线呈单峰曲线,GFRP约束混凝土试件的动态拉伸应力应变曲线呈双峰曲线,管壁与混凝土接触面处使得应力波产生透反射从而改变波的传播路径。相较于管壁厚度为0.5 mm试件,管壁厚度为1、1.5、2 mm在第1次冲击荷载作用下试件应力增幅为12.03%、24.97%、51.11%,2.0 mm管壁厚度时相较于第1次冲击荷载作用,第2、3、4次冲击作用下能量吸收率降幅为6.72%、12.75%、15.92%,试件峰值应力及破碎耗能密度随管壁厚度增加而增大,随冲击次数的增加而降低。 展开更多

关键词 多次冲击荷载 GFRP 纵波波速 损伤因子 峰值应力 耗能密度

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注入功率及耗能密度对离子输运率的影响 被引量：1

6

作者 谷建龙 张芝涛 宋春莲 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第10期130-132,共3页

大气压非平衡等离子体的输运特性直接制约着工业电收尘和飞行器等离子体隐身的进一步发展,影响该输运特性的因素较多,包括放电区的压力、气体流速、电场强度、注入功率密度及其耗能密度等。为提高大气压非平衡等离子体输运效率,以线板... 大气压非平衡等离子体的输运特性直接制约着工业电收尘和飞行器等离子体隐身的进一步发展,影响该输运特性的因素较多,包括放电区的压力、气体流速、电场强度、注入功率密度及其耗能密度等。为提高大气压非平衡等离子体输运效率,以线板形式电晕放电为手段进行电离流经放电区气体的实验,运用DLY-3型大气离子测量仪测量脱离电场约束的正负离子浓度,研究了注入功率密度及耗能密度对离子浓度输运率的影响。研究结果表明,在一定程度上随着注入功率密度、耗能密度的增加,离子浓度输运率越高.但当注入功率密度和耗能密度达到一定值时,离子输运率变化趋于平缓;同时,高风速比低风速的等离子体输运率要高出几个数量级。 展开更多

关键词 大气压 电晕放电 离子输运率 注入功率 耗能密度 风速

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聚甲醛纤维高强混凝土孔隙特征及动态力学特性 被引量：4

7

作者 秦楠 李琼 徐博 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2023年第6期180-186,共7页

为探究聚甲醛(POM)纤维高强混凝土内部孔隙特征及在冲击荷载作用下的安全性,制备混凝土设计强度等级为C60、POM纤维长度为6 mm、体积掺量分别为0%、0.15%、0.3%、0.45%、0.6%的聚甲醛纤维高强混凝土,采用核磁共振(NMR)技术分析不同纤维... 为探究聚甲醛(POM)纤维高强混凝土内部孔隙特征及在冲击荷载作用下的安全性,制备混凝土设计强度等级为C60、POM纤维长度为6 mm、体积掺量分别为0%、0.15%、0.3%、0.45%、0.6%的聚甲醛纤维高强混凝土,采用核磁共振(NMR)技术分析不同纤维掺量下试件T_(2)图谱分布规律,利用岩石力学试验机对不同纤维掺量下试件进行准静态压缩试验,利用霍普金森压杆(SHPB)装置对试件开展不同应变率下(64.8 s^(-1)、87.0 s^(-1)、116.4 s^(-1)、149.1 s^(-1))的动态单轴压缩力学试验,分析不同纤维掺量下的POM纤维高强混凝土内部孔隙结构及在不同应变率下应力-应变曲线、峰值应力、韧性及能量耗散的变化规律。结果表明:POM纤维的掺入使T_(2)图谱峰值降低,图谱曲线向左偏移,试件内部孔隙数目减少,孔隙直径减小,孔隙率降低;试件存在明显的应变率效应,POM纤维的掺入增强了试件整体性能;不同应变率下试件峰值应力随纤维掺量的增加先增大后降低,当纤维掺量达到0.45%时试件动态压缩强度达到峰值,掺入过量纤维试件强度有所降低;纤维的掺入增强试件在抵抗外荷载时的韧性;试件耗散能随入射能的增大而增大,两者呈良好的线性关系;试件破碎耗能密度随纤维掺量的增加先增大后减小,掺量为0.45%时效果最佳,应变率的增大会使试件耗能密度变化幅值增大。 展开更多

关键词 聚甲醛纤维 高强混凝土 核磁共振 应力-应变曲线 峰值应力 韧性 破碎耗能密度

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不同养护条件下玄武岩纤维混凝土动态压缩力学特性及能量耗散研究 被引量：3

8

作者 王大鹏 吴凯 《工业建筑》 北大核心 2023年第4期173-179,共7页

为探究冲击荷载作用下养护条件对玄武岩纤维混凝土力学性能的影响,采用分离式霍普金森压杆试验装置(SHPB)对不同养护龄期(1 d、3 d、7 d、14 d、28 d)及养护相对湿度(35%、55%、75%、95%)的玄武岩纤维混凝土开展动态单轴压缩试验,分析... 为探究冲击荷载作用下养护条件对玄武岩纤维混凝土力学性能的影响,采用分离式霍普金森压杆试验装置(SHPB)对不同养护龄期(1 d、3 d、7 d、14 d、28 d)及养护相对湿度(35%、55%、75%、95%)的玄武岩纤维混凝土开展动态单轴压缩试验,分析养护龄期及养护相对湿度对试件的平均应变率、峰值应力、能量耗散及分形维数的影响规律。结果表明:相同冲击荷载作用下试件平均应变率会随养护龄期的增长、相对湿度的增大而降低,峰值应力随之增大,养护龄期与平均应变率间呈指数负相关,与峰值应力间呈指数正相关;冲击荷载作用下试件能量时程曲线可分为三个阶段,其透射能、耗散能及破碎耗能密度均随养护龄期的增长、相对湿度的增大而增大,反射能随之降低,养护龄期的增长、相对湿度的增大会使试件水化产物增多,增强试件整体性;养护相对湿度为95%时,相较于养护龄期为1 d试件,养护龄期为3 d、7 d、14 d、28 d试件分形维数降幅分别为8.61%、13.91%、23.58%、26.68%,养护龄期减少、相对湿度降低会使试件破碎程度增加,分形维数随之增大。 展开更多

关键词 玄武岩纤维 养护龄期 相对湿度 峰值应力 破碎耗能密度 分形维数

原文传递

冻融循环下秸秆纤维混凝土损伤特性及动态力学性能研究

9

作者 孙霄 刘茂野 《混凝土》 CAS 北大核心 2024年第2期114-119,125,共7页

为研究冻融循环对不同纤维掺量的秸秆纤维混凝土动态力学性能的影响,采用非金属超声波检测仪测量不同冻融循环次数下秸秆纤维混凝土试件纵波波速,利用直径74 mm变截面分离式霍普金森压杆试验装置对试件开展动态单轴压缩试验,分析试件纵... 为研究冻融循环对不同纤维掺量的秸秆纤维混凝土动态力学性能的影响,采用非金属超声波检测仪测量不同冻融循环次数下秸秆纤维混凝土试件纵波波速,利用直径74 mm变截面分离式霍普金森压杆试验装置对试件开展动态单轴压缩试验,分析试件纵波波速、峰值应力、劣化度、韧性及破碎耗能密度与冻融循环次数及秸秆纤维掺量间的关系。结果表明:纤维的掺入能够提高混凝土材料的纵波波速及整体性,随着冻融循环次数的增加,秸秆纤维混凝土纵波波速随之降低,冻融循环会对试件造成损伤;秸秆纤维的掺入会增强混凝土材料的力学性能,掺量为0.2%时效果最佳,冻融循环作用试件峰值应力不断降低,劣化度不断增加,相较于冻融循环0次素混凝土试件,冻融循环30、60、90、120次试件峰值应力分别降低6.96%、19.4%、34.2%、53.3%,冻融循环后期应力降幅显著增加,纤维的掺入在一定程度上减缓了冻融作用下试件劣化程度;纤维掺量为0.2%时试件的韧性与破碎耗能密度提升最大,冻融循环会对试件造成劣化,降低其韧性及吸能效果。秸秆纤维的掺入使混凝土材料力学性能大幅增加,秸秆纤维的绿色可再生性对秸秆纤维混凝土的推广具有重大意义。 展开更多

关键词 冻融循环 秸秆纤维 纵波波速 峰值应力 劣化度 韧性 破碎耗能密度

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不同应变率下饱水凝灰岩压缩力学特性及破裂破碎特征研究 被引量：1

10

作者 王浩 宗琦 +4 位作者 汪海波 王梦想 吕闹 程兵 王峰 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第3期611-620,共10页

为探究应变率对饱水凝灰岩力学特性及破碎破裂形态的影响,采用电液伺服压力机及直径50 mm变截面分离式霍普金森压杆(SHPB)试验装置对干燥及饱水凝灰岩试件开展不同应变率下的单轴压缩试验,并结合高速摄像技术,研究饱水作用及应变率对凝... 为探究应变率对饱水凝灰岩力学特性及破碎破裂形态的影响,采用电液伺服压力机及直径50 mm变截面分离式霍普金森压杆(SHPB)试验装置对干燥及饱水凝灰岩试件开展不同应变率下的单轴压缩试验,并结合高速摄像技术,研究饱水作用及应变率对凝灰岩样纵波波速、峰值应力、弹性模量、能量耗散及破裂破碎特征的影响。结果表明:试件饱和含水率随孔隙度的增大呈线性增长,含水率的增大提高了试件纵波传播速度。静载作用下饱水试件峰值应力、弹性模量均低于干燥试件,饱水作用对岩样造成劣化;随着应变率的增大,饱水试件峰值应力、弹性模量增幅均大于干燥试件,应变率达到130 s^(-1)时二者峰值应力相近,动载作用下饱水试件存在水岩动力耦合强化作用。载荷作用下干燥试件的破碎耗能密度高于饱水试件,随着应变率的增大,饱水岩样破碎耗能密度增幅明显高于干燥岩样,高应变率下水的存在增强了凝灰岩的耗能能力。静载作用下试件呈剪切破坏形式,动载作用下试件劈裂拉伸破坏和轴向压缩破坏共存,饱水试件破坏程度显著高于干燥试件。 展开更多

关键词 饱水度 纵波波速 峰值应力 破碎耗能密度 应变率 破碎形态

原文传递

多次冲击荷载作用下石灰岩损伤特性与力学性能研究

11

作者 许光义 李海艳 +1 位作者 吴磊 张凯 《矿业安全与环保》 CAS 北大核心 2023年第5期63-69,共7页

为研究石灰岩在多次冲击荷载作用下的安全性,采用直径为50 mm的分离式霍普金森压杆装置对石灰岩试件开展不同应变率及不同冲击次数下的单轴冲击压缩试验,并结合超声波检测装置测量多次冲击荷载作用下岩体纵波波速,分析岩体纵波波速、损... 为研究石灰岩在多次冲击荷载作用下的安全性,采用直径为50 mm的分离式霍普金森压杆装置对石灰岩试件开展不同应变率及不同冲击次数下的单轴冲击压缩试验,并结合超声波检测装置测量多次冲击荷载作用下岩体纵波波速,分析岩体纵波波速、损伤因子、峰值应力及能量耗散变化规律。结果表明:石灰岩试件纵波波速随冲击次数的增加而降低,波速降幅不断增大,损伤因子随之增大;0.25 MPa冲击气压作用下试件破碎需要6次,0.35、0.40 MPa冲击气压作用下试件破碎需要4次,冲击气压的增大使岩体产生破坏所用冲击次数减少;0.40 MPa冲击气压第2、3、4次冲击作用下试件峰值应力降幅分别为6.23%、14.00%、25.92%,冲击作用使试件峰值应力降低,且后期冲击作用下试件应力降幅增大;冲击荷载作用下岩体能量时程曲线分为3个阶段,岩体破碎耗能密度与冲击次数之间呈现良好的二次线性正相关关系,0.40 MPa冲击气压第2、3、4次冲击作用下岩体耗能密度是第1次的1.06、1.38、1.78倍,后期冲击作用对岩体的破坏作用更加显著。 展开更多

关键词 石灰岩 多次冲击荷载 纵波波速 损伤因子 峰值应力 能量耗散 破碎耗能密度

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地铁车站结构的地震能量反应 被引量：1

12

作者 左熹 杨树才 陈国兴 《北京工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第12期1800-1805,共6页

将地基土-地铁车站结构体系视为平面应变问题,采用Davidenkov动力本构模型和动塑性损伤模型,分别模拟土体和车站结构混凝土的动力特性,研究了中远场地震动和近断层地震动作用下地铁车站结构的能量反应特征.结果表明,地铁车站结构的阻尼... 将地基土-地铁车站结构体系视为平面应变问题,采用Davidenkov动力本构模型和动塑性损伤模型,分别模拟土体和车站结构混凝土的动力特性,研究了中远场地震动和近断层地震动作用下地铁车站结构的能量反应特征.结果表明,地铁车站结构的阻尼耗能和滞回耗能随地震动作用时间单调增加,输入地震动特性对地铁车站结构的能量反应特征有显著影响;中柱的滞回耗能分布沿结构层间自下向上依次减少;侧墙的滞回耗能主要分布在顶层和底层;梁板的滞回耗能分布较为均匀,但顶板的耗能相对较多;中柱的滞回能量耗散最为集中,在地铁车站结构的抗震设计中应加强中柱的抗震措施. 展开更多

关键词 地铁车站结构 能量反应 滞回耗能 滞回耗能密度 地震动特性

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