【摘 要】
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近年来,各类爆炸、撞击等突发事件频发,其产生的动态冲击荷载对结构的安全构成了巨大威胁。在动态冲击荷载下,结构的受力性能与静态荷载下的完全不同,结构变形较大,尤其是混凝土类材料往往发生脆性破坏,基材剥落严重且会向四周迸溅,对周围人员的安全构成威胁。结构设计中考虑动态荷载的影响有重要意义。此外,混凝土类材料的力学性能与其几何尺寸密切相关,真实的反映材料的实际力学性能,不仅对研究材料本身具有重要意义,而
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近年来,各类爆炸、撞击等突发事件频发,其产生的动态冲击荷载对结构的安全构成了巨大威胁。在动态冲击荷载下,结构的受力性能与静态荷载下的完全不同,结构变形较大,尤其是混凝土类材料往往发生脆性破坏,基材剥落严重且会向四周迸溅,对周围人员的安全构成威胁。结构设计中考虑动态荷载的影响有重要意义。此外,混凝土类材料的力学性能与其几何尺寸密切相关,真实的反映材料的实际力学性能,不仅对研究材料本身具有重要意义,而且可为实际工程应用提供重要的参考依据。工程纤维增强水泥基复合材料（Engineered fiber reinforced Cementitious Composite,简称ECC）具有优异的能量耗散性能、极限拉伸性能,成为国内外研究的热点,但目前对ECC静态力学性能的研究较多,而关于其动态力学性能与尺寸效应的研究较少,目前还在探索阶段。本文采用分离式霍普金森压杆对不同长径比的PVA-ECC试件进行了单轴压缩试验,主要研究内容如下:基于变截面分离式霍普金森压杆装置研究PVA-ECC基准试件的动态力学性能,对比分析纤维体积掺量与应变率对其动态力学性能的影响。研究结果表明:当纤维掺量提高、应变率增大时,基准试件的动态峰值应力、峰值应变、弹性模量和冲击韧性均提高。通过对直径为50mm,长径比分别为0.5、0.6、0.8、1.0、1.3、1.5的PVA-ECC试件进行动态单轴压缩试验,研究ECC动态力学性能尺寸效应,研究结果表明,PVA-ECC具有较为明显的尺寸效应现象,其动态峰值应力与峰值应变均随长径比的增大而减小,试件破坏后的整体性也随长径比的增大而变差。纤维体积掺量和应变率对PVA-ECC动态力学性能的尺寸效应具有一定影响,本文选定三种纤维体积掺量和五种应变率,对比分析二者对尺寸效应的影响。研究结果表明,随着纤维体积掺量的增大,PVA-ECC试件动态峰值应力的尺寸效应有所减弱,动态峰值应变的尺寸效应略有减弱,但差别不明显;应变率对PVA-ECC试件的动态峰值应力尺寸效应存在一定影响,高应变率下,试件的动态峰值应力尺寸效应更明显;应变率对试件动态峰值应变尺寸效应的影响不太明显。图31幅,表15个,参考文献82篇。
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