【摘 要】
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传统的飞机机库防护门、重要军事设施的安全防护门、导弹发射井、核电站防护设施以及大型水利设施,均采用传统的钢筋混凝土结构或者外包钢板的钢筋混凝土结构。传统的钢包混凝土结构自重大,机动性能差,难以适应现代军事的高速发展和防护要求。本文用泡沫铝代替部分混凝土,构建成泡沫铝-混凝土复合结构,以期同时满足机库门轻质和优良防护性能的需求。本文利用分离式霍普金森压杆（SHPB）对单一泡沫铝试样、混凝土试样、双层
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传统的飞机机库防护门、重要军事设施的安全防护门、导弹发射井、核电站防护设施以及大型水利设施,均采用传统的钢筋混凝土结构或者外包钢板的钢筋混凝土结构。传统的钢包混凝土结构自重大,机动性能差,难以适应现代军事的高速发展和防护要求。本文用泡沫铝代替部分混凝土,构建成泡沫铝-混凝土复合结构,以期同时满足机库门轻质和优良防护性能的需求。本文利用分离式霍普金森压杆（SHPB）对单一泡沫铝试样、混凝土试样、双层复合结构混凝土-泡沫铝试样和泡沫铝-混凝土试样以及三层复合结构泡沫铝-混凝土-泡沫铝试样进行动态冲击试验,对应力-应变曲线和变形模式进行分析。具体研究结果如下:（1）泡沫铝和混凝土的单一结构随着动态冲击速度的增加,其平均最大应力和平均应变率逐渐增大。当冲击速度分别为3,5,7,9 m/s时,泡沫铝单体的平均最大应力分别为16.90,21.74,24.25,27.68 MPa,平均最大应力增长率为63.78%,平均应变率增长率为466.75%。混凝土单体的平均最大应力分别为21.33,32.60,58.57,69.35 MPa,平均最大应力增长率为225.13%,平均应变率增长率为332.08%。泡沫铝和混凝土单体具有一定应变率敏感性。（2）泡沫铝和混凝土复合结构随着动态冲击速度的增加,其平均最大应力和平均应变率逐渐增大。当冲击速度分别为3,5,7,9 m/s时,混凝土-泡沫铝复合结构的平均最大应力分别为9.18,15.46,21.61,26.90 MPa,平均最大应力增长率为186.27%,平均应变率增长率为321.39%。泡沫铝-混凝土复合结构的平均最大应力分别为10.32,17.71,24.64,34.62MPa,平均应变率增长率为263.68%。泡沫铝-混凝土-泡沫铝三层复合机构的平均最大应力分别为5.53,22.30,26.19,31.33 MPa,平均最大应力增长率为466.54%,平均应变率增长率为384.41%。泡沫铝和混凝土复合结构平均最大应力和平均应变率增长率越高说明其抗冲击性能越好,并且泡沫铝和混凝土复合结构明显好于单层结构。（3）泡沫铝和混凝土的单一结构,双层复合结构以及三层复合结构,其损毁程度随着冲击速度的增加也逐渐增加。复合结构中背面泡沫铝损毁程度明显高于迎面泡沫铝损毁程度。三层复合结构抗冲击性能优于双层复合结构,优于单层结构。因此泡沫铝-混凝土-泡沫铝复合结构可以作为飞机机库门、桥墩、大坝等大型基础设施的参考方案。
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