【摘 要】
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轻骨料混凝土（Lightweight aggregate concrete,LWAC）具有轻质、耐火、抗震和抗冲击等优良性能,其中以页岩陶粒和陶砂为轻粗、细骨料的全轻混凝土（ALWC）应用广泛。由于页岩陶粒强度和弹性模量低,成本较高,因而采用普通粗、细骨料取代部分陶粒、陶砂形成相应的混轻混凝土（HALWC）,提高了混凝土的强度,节约成本。目前,针对轻骨料混凝土在静态力学性能和单轴应力状态下的动态力
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轻骨料混凝土（Lightweight aggregate concrete,LWAC）具有轻质、耐火、抗震和抗冲击等优良性能,其中以页岩陶粒和陶砂为轻粗、细骨料的全轻混凝土（ALWC）应用广泛。由于页岩陶粒强度和弹性模量低,成本较高,因而采用普通粗、细骨料取代部分陶粒、陶砂形成相应的混轻混凝土（HALWC）,提高了混凝土的强度,节约成本。目前,针对轻骨料混凝土在静态力学性能和单轴应力状态下的动态力学性能研究较多,但在多轴应力状态下的动态力学性能方面研究不足,且在实际工程中,混凝土结构也常常处于多向应力状态,在受到冲击、扰动等因素的作用时,其强度和变形特性相比单向应力状态有着较大差异。因此,本文以LC30全轻混凝土（ALWC）和混轻混凝土（HALWC）为研究对象,采用能加载主动围压的Φ100 mm霍普金森压杆（Split Hopkinson Pressure Bar,SHPB）冲击系统,对围压和应变率耦合作用下的轻骨料混凝土进行SHPB冲击试验,分析围压、应变率和骨料品种对混凝土动态力学性能的影响规律。主要研究内容:通过对单轴状态下ALWC和HALWC进行SHPB冲击试验,发现两者峰值应力、DIF和总能耗均表现出显著的应变率效应,但HALWC峰值应力和总能耗均大于ALWC,破坏程度较ALWC小,说明HALWC抗冲击性能优于ALWC;通过对围压状态下ALWC和HALWC进行SHPB冲击试验,发现施加围压能显著提高混凝土的抗冲击性能,且HALWC抗冲击强度高于ALWC;当冲击荷载不变时,围压状态下ALWC和HALWC动态抗压强度分别比同等应变率范围的单轴动态抗压强度最高可提高33%和30%左右;破坏模式由脆性破坏转变为延性破坏;峰值应力和应变随围压量级增大而增大,表现出较强的围压效应;对回收试样进行超声检测,发现两种混凝土的平均声速均随着围压的增大呈线性增长关系,声速减小率也具有显著的应变率效应;HALWC损伤程度较ALWC小,声速传播特性优于ALWC。
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