冲击荷载作用下工程水泥基复合材料动力性能试验研究

摘要

作为上世纪90年代提出来的一种新型水泥基材料（ECC），工程水泥基材料以其独特的拉伸特性和裂缝控制能力备受关注。目前，E C C材料的理论研究已经得到了广泛的研究，其基本力学性能（包括抗拉特性、抗压特性、抗弯特性等）也已被广泛研究，然而对ECC材料在冲击荷载作用下的动态力学性能研究极少。为此，本文通过制备ECC材料以通过试验研究其动态力学性能。
　　本文首先介绍了ECC材料已有的理论研究和试验研究。详细说明了ECC材料的设计思想和设计理论，解释了ECC设计时的两大准则：强度准则和能量准则。分段介绍了ECC的基本力学性能、抗疲劳特性、裂缝开展特性以及热学性能等，并列举了一些ECC材料的实际应用。
　　关于试验部分，先介绍了ECC动态性能研究的试验装置——分离式霍普金森压杆（SHPB），详细说明了SHPB装置的基本原理以及试件应力、应变和应变率的计算公式（三波法和二波法），再介绍了制备ECC所需原材料的基本参数。本试验设计了三种配比的ECC，测试了其流动性和抗压性能。采用湖南大学的直径为100mm的SHPB设备对直径为92mm三种配比的ECC试块进行了三组加载气压（0.9MPa，1.2MPa和1.5MPa）的冲击试验。初始波形图显示有较高的重复性，加载气压越大，初始波动越大。试验比较了各个试件的动态平均应力应变曲线，发现其动态力学性能与静态性能有明显差别。根据平均应力应变曲线，得到材料的动态抗压强度、峰值应变、平均应变率及割线刚度等力学参数。三组ECC有着几乎相同的力学性能说明水和减水剂掺量的调整并没有改变ECC力学性能。将ECC与混凝土对比发现，ECC静态抗压强度相当于高强混凝土抗压强度，ECC整体性更好所以在受冲击破坏时不存在混凝土的包“芯”现象，ECC比混凝土的应变率敏感性更强。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 课题来源及研究意义

1.2 ECC的国内外研究状况

1.3 ECC材料的应用

1.4 本文主要研究内容

第2章 分离式霍普金森杆装置介绍

2.1 霍普金森杆简介

2.2 SHPB装置组成介绍

2.2 SHPB试验装置的原理

2.4 SHPB试验装置需要讨论的几个问题

2.5 本章小结

第3章 原材料和配合比设计

3.1 原材料

3.2 配合比设计

3.3 本章小结

第4章工程水泥基复合材料单轴抗压试验

4.2 试验内容

4.3 试验结果与分析

4.4 本章小结

第5章工程水泥基复合材料SH PB冲击试验

5.2 试验内容

5.3 试验结果

5.4 试验分析

5.5 与混凝土材料性能对比

5.6 本章小结

结论与展望

本文结论

本文不足

参考文献

致谢

附录A（攻读学位期间所发表的学术论文目录）