鋼纖維高強(qiáng)混凝土既有高強(qiáng)混凝土抗壓、耐蝕性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),又有鋼纖維抗拉、抗剪和抗彎性能好等特點(diǎn),常作為建筑結(jié)構(gòu)的主要材料。但隨著工業(yè)發(fā)展迅速,地域沖突加劇,爆炸事故和恐怖襲擊時(shí)有發(fā)生,建筑結(jié)構(gòu)在受到爆炸沖擊作用時(shí)常損傷嚴(yán)重,因此,需考慮鋼纖維高強(qiáng)混凝土的抗爆性能。本文在研究混凝土結(jié)構(gòu)抗爆理論基礎(chǔ)上,對(duì)鋼纖維體積含量為0%、0.6%、1.2%、1.8%的鋼纖維高強(qiáng)混凝土（SFRC）板進(jìn)行炸藥接觸和非接觸爆炸實(shí)驗(yàn),并運(yùn)用數(shù)值模擬方法開(kāi)展其抗爆性研究,主要內(nèi)容如下:（1）爆炸荷載作用下SFRC板動(dòng)態(tài)響應(yīng)試驗(yàn)。試驗(yàn)采用加速度、應(yīng)變片和位移計(jì)對(duì)不同纖維體積含量的SFRC板在爆炸荷載下動(dòng)態(tài)響應(yīng)過(guò)程進(jìn)行跟蹤,分析相關(guān)數(shù)據(jù)表明:混凝土基體強(qiáng)度一定時(shí),摻有鋼纖維板背部加速度、應(yīng)變及撓度值都要小于未加纖維混凝土板,纖維的加入可顯著增強(qiáng)高強(qiáng)混凝土的抗拉性能,延緩混凝土的開(kāi)裂,分散爆炸波能量;通過(guò)分析板的宏觀破壞形態(tài),對(duì)爆炸坑體積和剝落坑體積采用多項(xiàng)式函數(shù)擬合,也論證了此點(diǎn)。（2）SFRC板抗爆細(xì)觀數(shù)值模擬�；阡摾w維于基體中隨機(jī)分布特征,借助MATLAB和ANSYS/LS-DYNA建立包含鋼纖維、鋼筋和混凝土介... 

【文章來(lái)源】：武漢科技大學(xué)湖北省

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

敘利亞戰(zhàn)爭(zhēng)大量樓房坍塌

武漢科技大學(xué)碩士學(xué)位論文1第1章緒論1.1課題的提出及研究意義身處于21世紀(jì)的世界，經(jīng)濟(jì)高速增長(zhǎng)發(fā)展，會(huì)消耗各個(gè)國(guó)家的有限資源，對(duì)于資源的爭(zhēng)奪愈加激烈，可能會(huì)造成較多的爆炸事故，致使大量民房建筑、大型核電站、發(fā)電站、公路橋梁、大壩、油庫(kù)、化工廠等的毀壞，帶來(lái)難以估量的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失，如圖1和圖2所示。圖1敘利亞戰(zhàn)爭(zhēng)大量樓房坍塌圖2伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)樓板垮塌為了保障重要結(jié)構(gòu)的安全，免遭先進(jìn)武器的打擊，除了要加強(qiáng)空中防護(hù)力量和提高反導(dǎo)武器的精準(zhǔn)性，還要在防空武器難以有效施展威力的情況下，提高防護(hù)工程自身的抗打擊能力，使其攻擊的“矛”進(jìn)不來(lái)、打不中、打不透、擊不穿，同時(shí)，也需要一套完備的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)或評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)對(duì)需要保護(hù)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行健康評(píng)估�；炷敛牧弦�?yàn)槭┕し奖恪⑺倌暂^好、成型后強(qiáng)度高、耐久性強(qiáng)、能耗低、價(jià)格便宜等被廣泛應(yīng)用于民房、樁基儲(chǔ)公路路基、橋梁建設(shè)、井筒支撐以及結(jié)構(gòu)防護(hù)工程中，但混凝土本身就是由多種復(fù)合材料按一定比例混合配制而成，成型期間各材料因微觀特性不同相互排斥而不能完全耦合，成型后的結(jié)構(gòu)或構(gòu)建內(nèi)存在大量微裂紋和微孔洞。隨著時(shí)間推移以及服役期間，這些內(nèi)在的微缺陷會(huì)受到外部環(huán)境的影響而進(jìn)一步擴(kuò)大，各微孔洞相互貫穿形成宏觀裂紋，嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)的服役壽命，當(dāng)其在受到外部荷載作用，特別是爆炸荷載、沖擊侵徹荷載或物體撞擊荷載等強(qiáng)荷載作用時(shí)，孔洞及裂紋尖端應(yīng)力集中十分顯著，結(jié)構(gòu)來(lái)不及產(chǎn)生大變形，且很容易被貫穿或者崩碎，幾乎是瞬時(shí)性破壞或者坍塌，持續(xù)時(shí)間極短，給與人們逃生的機(jī)會(huì)就大大減少。為了保障人們生命財(cái)產(chǎn)安全，減少因戰(zhàn)爭(zhēng)或其他爆炸事件發(fā)生所帶來(lái)的危害，如何提高并優(yōu)化防護(hù)工程及民用建筑的抗打擊能力以及如何構(gòu)造一套完備的結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)與評(píng)估系統(tǒng)，已

武漢科技大學(xué)碩士學(xué)位論文13后面形成小于大氣壓的負(fù)壓區(qū)，當(dāng)周圍的空氣壓力小于爆轟產(chǎn)物的壓力時(shí)，氣態(tài)爆轟產(chǎn)物的質(zhì)點(diǎn)速度開(kāi)始減小，直至停止，繼而開(kāi)始朝反向運(yùn)動(dòng)。隨爆轟產(chǎn)物不斷的運(yùn)動(dòng)，其壓力又開(kāi)始增加，直至再次因慣性作用而迫使其停止，如此進(jìn)行循環(huán)運(yùn)動(dòng)。爆炸動(dòng)力學(xué)規(guī)定爆炸沖擊波大小為波陣面上壓力值減去介質(zhì)初始?jí)毫χ�，爆炸沖擊波超壓時(shí)程曲線與空間傳播曲線如圖2.2所示。沖擊波超壓時(shí)程曲線反映了爆炸產(chǎn)生的瞬時(shí)壓力非常高，隨著爆炸沖擊波的傳播，正壓力區(qū)不斷拉寬，因此，受到壓縮的空氣的體積量不斷在增大，從而使得單位質(zhì)量空氣的密度和平均能量不斷下降，初期沖擊波呈指數(shù)型衰減，后期趨于平滑，也可知沖擊波是一種強(qiáng)間斷壓縮波。圖2.1球形裝藥沖擊波傳播示意圖圖2.2沖擊波時(shí)程曲線2.2爆炸沖擊波的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式文章主要是針對(duì)空爆和接觸爆炸下板結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)研究，根據(jù)需要引進(jìn)非接觸爆炸和接觸爆炸沖擊波傳播經(jīng)驗(yàn)公式以及相似定律，對(duì)爆炸沖擊波作用結(jié)構(gòu)的大小進(jìn)行定量分析。影響沖擊波對(duì)結(jié)構(gòu)的損傷破壞主要取決于三個(gè)參數(shù)：沖擊波超壓峰值SP、沖擊波正壓持續(xù)時(shí)間0t以及比沖量si。2.2.1沖擊波超壓峰值影響超壓峰值大小的因素包括炸藥密度、炸藥類型、炸藥爆速、空氣介質(zhì)初始?jí)毫�、爆炸源于結(jié)構(gòu)之間的最短距離等，且只有當(dāng)超壓峰值達(dá)到某一數(shù)值時(shí)才會(huì)對(duì)周圍結(jié)構(gòu)或人員造成一定損傷。Brode[57]、Henrych[58]、Mills[59]和Baker[60]等學(xué)者根據(jù)實(shí)驗(yàn)都提出了相關(guān)沖擊波超壓計(jì)算公式，各公式都有自己的適用范圍�？紤]非接觸爆炸和接觸爆炸，我國(guó)的國(guó)防工程設(shè)計(jì)規(guī)范中所規(guī)定的超壓計(jì)算公式如下。球形藥包在板上方爆炸經(jīng)驗(yàn)公式為：323101(1)0.842.77.0(110)ssPRRPRRRR(2-1)


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