摘要: 活性粉末混凝土（Reactive Powder Concrete，RPC）作为一种超高性能混凝土，具有超高强度、高耐久性、体积稳定性良好等优点，在建筑结构、核工程和抗爆结构等领域得到了广泛的应用。在实际工程应用中，活性粉末混凝土不可避免的承受撞击、地震、爆炸... 展开 活性粉末混凝土（Reactive Powder Concrete，RPC）作为一种超高性能混凝土，具有超高强度、高耐久性、体积稳定性良好等优点，在建筑结构、核工程和抗爆结构等领域得到了广泛的应用。在实际工程应用中，活性粉末混凝土不可避免的承受撞击、地震、爆炸等动力荷载，此时混凝土表现出不同于准静态加载时的力学特性，对活性粉末混凝土的抗冲击性能提出了更高的要求。而目前关于活性粉末混凝土的研究多集中在制备技术、准静态力学性能等方面的研究，对于冲击荷载作用下的动态力学性能和冲击韧性的研究相对较少，因此本文针对这方面进行了系统的研究。 本文采用?38mm分离式霍普金森压杆试验装置，对不同橡胶粉掺量（等体积替代法，0%、5%、10%和15%）的活性粉末混凝土进行了不同应变率下的冲击压缩试验，得到了橡胶粉改性RPC的冲击破坏形态和应力-应变曲线，分析了橡胶粉改性RPC峰值应力和峰值应变的应变率效应。研究结果表明，橡胶粉改性RPC是一种应变率敏感材料，其中峰值应力随着应变率的增大而增加，而随着橡胶粉掺量的增加，材料的动力增长系数不断增大；峰值应变随着应变率的增大而增大，橡胶粉的掺入会增大试件的峰值应变。引入比能量吸收指标评价材料的冲击韧性，结果表明橡胶粉改性RPC的冲击韧性随着应变率的增大而增强，最大增幅达25.6%，随着橡胶粉掺量的增加而增强。 根据应变等价性假说建立材料动态损伤本构模型，基于Weibull分布确定材料的损伤变量D。该动态损伤模型参数简单，使用方便，可以通过参数m值反映材料的韧性；将计算所得橡胶粉改性RPC动态损伤本构模型与试验曲线对比，两者具有较好的一致性，验证了该模型的有效性。采用ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件，建立橡胶粉改性RPC在冲击荷载作用下的有限元模型，确定材料HJC本构模型参数，获得了试件在整个加载过程中应力、应变变化规律，再现了试件的冲击破坏形态，数值模拟结果与试验结果吻合度较高。 RPC在抗冲击、抗爆结构中的应用是目前混凝土材料的前沿研究，本文系统的分析了橡胶粉改性RPC的动态力学性能，提升了材料的抗冲击性能和冲击韧性，使RPC在工程领域中的应用更具优势。 收起