脆性材料水泥砂浆多轴应力下的动态响应分析

李英华， 杨黎明， 汤立群， 刘逸平， 魏志强

(1.华南理工大学 土木与交通学院，广州 510640;2.宁波大学 机械工程与力学学院，宁波 315211)

混凝土是一种重要的结构材料，广泛地应用于军事与民用领域。人们对其准静态和单轴动态力学性能做过大量的研究。随着科技的发展，必须在更高的水平上重新认识和研究混凝土的各种力学性能。一些现代混凝土结构可能越来越多的承受变化激烈的冲击载荷，如防护结构、核反应容器外壳、桥梁等，在遭受武器攻击、爆炸或地震等载荷时，都必须计及波传播和混凝土材料的率相关本构特性，而目前的工程设计并没有很好考虑工程混凝土的抗冲击特性。因此工程实用的混凝土材料动态力学响应具有工程实用价值。

图1 应变率对混凝土动态抗压强度提高的影响Fig.1 The impact of strain rate on dynamic improving the compressive strength of concrete

上世纪80年代以来的研究，已确认混凝土是应变率敏感材料，人们已经开始系统研究混凝土材料的动态力学行为。目前的研究主要局限于混凝土类材料在一维应力下的动态压缩行为。Bischoff(1991)［1]等总结了高应变率下的混凝土的抗压性能，给出了应变率对混凝土抗压强度的影响见图1。由一系列实验结果表明:混凝土材料的动态本构响应是一个非常复杂的过程。在高应变率下，由于混凝土材料内部复杂的多相结构，混凝土表现出许多金属流体弹塑性行为不同的变形特征，主要包括强度显著的静水压依赖性质、强度和损伤演化对应变率有明显的依赖性等。……