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    發布時間:2020-01-06 00:00:00
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    玄武巖纖維混凝土動態力學性能及數值模擬
    Dynamic Mechanical Properties and Numerical Simulation of Basalt Fiber Reinforced Concrete
    2022年第7期
    玄武巖纖維;混凝土;動態力學性能;抗沖擊性能;數值模擬
    Basalt fiber(BF); Concrete; Dynamic mechanical property; Impact resistance; Numerical simulation
    2022年第7期
    10.19761/j.1000-4637.2022.07.064.05
    國家自然科學基金委青年基金項目(51902212);遼寧省高等學校創新團隊項目(LT2019012)。
    王 嵩,劉潤清,趙 碩,孫斯慧
    沈陽理工大學 材料科學與工程學院,遼寧 沈陽 110159

    王 嵩,劉潤清,趙 碩,孫斯慧

    王嵩,劉潤清,趙碩,等.玄武巖纖維混凝土動態力學性能及數值模擬[J].混凝土與水泥制品,2022(7):64-68.

    WANG Song, LIU Run-qing, ZHAO Shuo,et al.Dynamic Mechanical Properties and Numerical Simulation of Basalt Fiber Reinforced Concrete[J].China Concrete and Cement Products,2022(7):64-68.

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    摘 ? 要:為了研究沖擊荷載作用下玄武巖纖維(BF)對混凝土性能的影響,采用分離式霍普金森壓桿(SHPB),在0.6 MPa沖擊氣壓作用下對不同BF體積摻量(0、0.05%、0.10%、0.15%、0.20%、0.25%、0.30%、0.35%)玄武巖纖維混凝土(BFRC)進行了沖擊壓縮試驗,并基于試驗數據,選用修正后的HJC本構模型對動態沖擊過程進行了模擬。結果表明:BFRC相較于素混凝土具有更好的抗沖擊性能,且0.30%體積摻量的BF對混凝土的增韌效果最好;修正后的HJC模型可以較好地反映出BFRC的應力、應變狀態,體現BFRC破壞過程中裂紋的發展規律,模擬結果與試驗結果吻合較好。 Abstract: In order to study the effect of basalt fiber (BF) on the performance of concrete under impact load, the impact compression test of basalt fiber reinforced concrete(BFRC) with different volume content of BF (0, 0.05%, 0.10%, 0.15%, 0.20%, 0.25%, 0.30%, 0.35%) was carried out by using split hopkinson pressure bar(SHPB) under the impact pressure of 0.6 MPa. Based on the test datas, the modified HJC constitutive model was selected to simulate the dynamic impact process. The results show that the BFRC has better impact load resistance than plain concrete, and BF with 0.30% volume content has the best toughening effect on concrete. The modified HJC model can better reflect the stress and strain state of BFRC and reflect the crack development law in the failure process of BFRC. The simulation results are in good agreement with the experimental results.
    英文名 : Dynamic Mechanical Properties and Numerical Simulation of Basalt Fiber Reinforced Concrete
    刊期 : 2022年第7期
    關鍵詞 : 玄武巖纖維;混凝土;動態力學性能;抗沖擊性能;數值模擬
    Key words : Basalt fiber(BF); Concrete; Dynamic mechanical property; Impact resistance; Numerical simulation
    刊期 : 2022年第7期
    DOI : 10.19761/j.1000-4637.2022.07.064.05
    文章編號 :
    基金項目 : 國家自然科學基金委青年基金項目(51902212);遼寧省高等學校創新團隊項目(LT2019012)。
    作者 : 王 嵩,劉潤清,趙 碩,孫斯慧
    單位 : 沈陽理工大學 材料科學與工程學院,遼寧 沈陽 110159

    王 嵩,劉潤清,趙 碩,孫斯慧

    王嵩,劉潤清,趙碩,等.玄武巖纖維混凝土動態力學性能及數值模擬[J].混凝土與水泥制品,2022(7):64-68.

    WANG Song, LIU Run-qing, ZHAO Shuo,et al.Dynamic Mechanical Properties and Numerical Simulation of Basalt Fiber Reinforced Concrete[J].China Concrete and Cement Products,2022(7):64-68.

    摘要
    參數
    結論
    參考文獻
    引用本文

    摘   要:為了研究沖擊荷載作用下玄武巖纖維(BF)對混凝土性能的影響,采用分離式霍普金森壓桿(SHPB),在0.6 MPa沖擊氣壓作用下對不同BF體積摻量(0、0.05%、0.10%、0.15%、0.20%、0.25%、0.30%、0.35%)玄武巖纖維混凝土(BFRC)進行了沖擊壓縮試驗,并基于試驗數據,選用修正后的HJC本構模型對動態沖擊過程進行了模擬。結果表明:BFRC相較于素混凝土具有更好的抗沖擊性能,且0.30%體積摻量的BF對混凝土的增韌效果最好;修正后的HJC模型可以較好地反映出BFRC的應力、應變狀態,體現BFRC破壞過程中裂紋的發展規律,模擬結果與試驗結果吻合較好。

    Abstract: In order to study the effect of basalt fiber (BF) on the performance of concrete under impact load, the impact compression test of basalt fiber reinforced concrete(BFRC) with different volume content of BF (0, 0.05%, 0.10%, 0.15%, 0.20%, 0.25%, 0.30%, 0.35%) was carried out by using split hopkinson pressure bar(SHPB) under the impact pressure of 0.6 MPa. Based on the test datas, the modified HJC constitutive model was selected to simulate the dynamic impact process. The results show that the BFRC has better impact load resistance than plain concrete, and BF with 0.30% volume content has the best toughening effect on concrete. The modified HJC model can better reflect the stress and strain state of BFRC and reflect the crack development law in the failure process of BFRC. The simulation results are in good agreement with the experimental results.

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    (1)適量的BF有利于提高混凝土的抗沖擊性能。當BF體積摻量為0.30%時,BFRC試件的沖擊破壞荷載最大,較素混凝土試件提高了20.67%,表明0.30%體積摻量的BF對混凝土的增韌效果最好。
    (2)通過應變能指標量化了BFRC的延性和吸收能量的能力。與素混凝土相比,BFRC具有更高的應變能,且當BF體積摻量為0.30%時,BFRC試件的應變能最大,為9 782.33 J,較素混凝土試件的應變能提高了152.71%。
    (3)經過參數修正后的HJC 模型能夠較好地模擬BFRC在沖擊荷載下的力學特性,這為BFRC在工程中的實際應用提供了理論基礎。

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    王嵩,劉潤清,趙碩,.玄武巖纖維混凝土動態力學性能及數值模擬[J].混凝土與水泥制品,2022(7):64-68.

    WANG Song, LIU Run-qing, ZHAO Shuo,et al.Dynamic Mechanical Properties and Numerical Simulation of Basalt Fiber Reinforced Concrete[J].China Concrete and Cement Products,2022(7):64-68.

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