钢纤维混凝土动力特性
作者：焦楚杰，孙伟，孙蓓等 著
出版时间：2019年版
内容简介
《钢纤维混凝土动力特性》以试验研究和理论分析为主，辅以数值仿真，介绍钢纤维混凝土（SFRC）的静态、准静态、动态力学性能研究成果。主要包括以下内容：第1章介绍研究背景、国内外研究历史与现状；第2章论述SFRC的制备技术与主要静态力学性能；第3章论述SFRC在准静态条件下的单轴受压特性，测试其轴心抗压强度、压缩韧度、弹性模量与泊松比，研究钢纤维体积率（Vf）对上述性能的影响，建立其准静态单轴压缩本构方程；第4章论述SFRC在中应变率条件下的冲击压缩特性，测试材料在中应变率下的强度、应变、应力-应变曲线，研究Vf和应变率对材料动态抗压强度、韧度的影响，建立其准一维动态本构方程；第5章论述SFRC抗冲击拉伸特性；第6章论述SFRC在一级轻气炮高速冲击、高应变率条件下的性能，并建立了高压状态方程；第7章对SFRC动态力学性能进行数值仿真。
目录
目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 钢纤维混凝土适用于防护工程的特性 2
1.2.1 强度和韧性 2
1.2.2 疲劳性能 3
1.2.3 物理耐久性 3
1.2.4 化学耐久性 3
1.2.5 电磁波吸收性能 4
1.2.6 综合经济效益 4
1.3 国内外混凝土动力特性研究概况 5
1.3.1 混凝土的冲击压缩性能概况 6
1.3.2 混凝土的冲击拉伸性能概况 13
1.3.3 混凝土的高压状态方程概况 16
1.4 本书的研究内容 18
第2章 钢纤维混凝土制备技术和主要静态力学性能 19
2.1 钢纤维混凝土制备技术 19
2.1.1 原材料的选择 19
2.1.2 施工工艺 21
2.1.3 影响纤维在拌合料中分散均匀性的主要因素 23
2.2 钢纤维混凝土主要静态力学性能 24
2.2.1 测试与计算方法 24
2.2.2 测试结果 25
2.2.3 钢纤维混凝土静态力学性能的影响因素分析 31
2.3 小结 35
第3章 钢纤维混凝土准静态单轴受压特性 38
3.1 概述 38
3.2 单轴受压试验设备、测试与计算方法 43
3.2.1 试验设备 43
3.2.2 测试与计算方法 45
3.3 钢纤维混凝土单轴受压试验结果 46
3.3.1 测试与计算结果 46
3.3.2 破坏形态 51
3.4 钢纤维混凝土单轴受压试验结果分析 53
3.4.1 破坏过程与形态 53
3.4.2 轴心抗压强度和韧度的影响因素分析 54
3.4.3 弹性模量与泊松比的影响因素分析 57
3.4.4 聚丙烯纤维-钢纤维复合增强和增韧效果 58
3.5 钢纤维混凝土单轴受压应力-应变曲线方程 58
3.5.1 应力-应变曲线的特点分析 58
3.5.2 曲线方程的数学推导 59
3.5.3 曲线方程参数的确定 62
3.6 小结 63
第4章 钢纤维混凝土抗冲击压缩特性 65
4.1 概述 65
4.1.1 钢纤维混凝土动态本构关系的重要性 65
4.1.2 应力波在不同介质界面上的反射和透射 66
4.1.3 SHPB装置及其在混凝土材料中的应用现状 68
4.2 冲击压缩试验设备、测试与计算方法 69
4.2.1 SHPB装置及试验原理简介 69
4.2.2 应变测试技术 71
4.2.3 SHPB计算方法 72
4.3 SHPB误差分析与试块尺寸的确定 74
4.3.1 弥散效应与应力不均匀性 74
4.3.2 界面摩擦效应 75
4.3.3 接触面平整性的影响 76
4.3.4 惯性效应 76
4.3.5 二维效应 77
4.3.6 试块尺寸与表面加工 77
4.4 试验结果 78
4.5 试验结果分析 85
4.5.1 波形分析 85
4.5.2 动态力学性能分析 86
4.5.3 破坏形态分析 88
4.6 钢纤维混凝土动态本构方程 89
4.6.1 本构方程概述 89
4.6.2 已有应变率相关性动态本构方程简介 90
4.6.3 钢纤维混凝土动态本构方程 91
4.7 小结 96
第5章 钢纤维混凝土抗冲击拉伸特性 98
5.1 试验设备与原理 98
5.1.1 冲击劈裂拉伸 98
5.1.2 层裂 100
5.2 钢纤维混凝土抗冲击拉伸试验结果 103
5.3 试验结果分析 108
5.3.1 冲击劈裂抗拉强度与层裂强度的区别 109
5.3.2 冲击劈裂抗拉强度与静态劈裂抗拉强度的区别 109
5.3.3 钢纤维对冲击拉伸性能的影响 109
5.3.4 钢纤维对冲击拉伸破坏形态的影响 110
5.4 小结 111
第6章 活性粉末混凝土高压状态方程 112
6.1 概述 112
6.2 试验设备及测试原理 113
6.2.1 一级轻气炮的组成 113
6.2.2 飞片速度测量 115
6.2.3 冲击波压力测量 116
6.3 试验设计 118
6.3.1 飞片、靶片尺寸设计 118
6.3.2 弹靶安装设计 119
6.4 试验过程与结果 120
6.4.1 试验过程 120
6.4.2 试验结果 120
6.5 试验结果分析 127
6.5.1 波形分析 127
6.5.2 拉格朗日分析 128
6.5.3 活性粉末混凝土的压力时程曲线与应力-应变关系分析 129
6.5.4 试块破坏形态分析 131
6.6 活性粉末混凝土的高压状态方程 131
6.6.1 试验数据处理 131
6.6.2 冲击绝热曲线的建立 132
6.7 分析与讨论 138
6.8 小结 138
第7章 钢纤维混凝土抗冲击仿真 139
7.1 数值仿真方法 139
7.1.1 LS-DYNA简介 139
7.1.2 程序的算法 139
7.1.3 混凝土的本构模型及参数 141
7.2 钢纤维混凝土SHPB冲击仿真与分析 144
7.2.1 单元的划分 144
7.2.2 应力波传播情况及波形图 144
7.2.3 混凝土应力-应变曲线结果与分析 146
7.2.4 混凝土破坏过程结果及分析 149
7.3 活性粉末混凝土一级轻气炮冲击仿真与分析 157
7.3.1 模型的建立及仿真结果分析 157
7.3.2 活性粉末混凝土D-u Hugoniot曲线的建立 159
7.3.3 活性粉末混凝土高压状态方程仿真和分析 167
7.4 小结 169
参考文献 171
