【摘 要】
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我国进入经济社会发展新时代以来,随着西部大开发战略的贯彻落实,包括川藏铁路为典型代表的一些重大基础设施建设工程在寒区冻土区域展开,以及轨道交通建设施工中越来越多采用的人工冻结法工程。冻结体结构在实际工程应用中会受到静荷载作用,同时也会承受冲击力作用。爆破、机械冲击荷载破碎法等在冻结体区域施工中经常使用,这些方法都是基于工程设备发出的高应力脉冲即冲击载荷,区别于静力荷载使得冻结体在极短时间内损伤破碎
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我国进入经济社会发展新时代以来,随着西部大开发战略的贯彻落实,包括川藏铁路为典型代表的一些重大基础设施建设工程在寒区冻土区域展开,以及轨道交通建设施工中越来越多采用的人工冻结法工程。冻结体结构在实际工程应用中会受到静荷载作用,同时也会承受冲击力作用。爆破、机械冲击荷载破碎法等在冻结体区域施工中经常使用,这些方法都是基于工程设备发出的高应力脉冲即冲击载荷,区别于静力荷载使得冻结体在极短时间内损伤破碎,本文基于冻结水泥土体结构的工程应用,结合试验分析和有限元模拟等研究方法,采用ETM电子万能压力机配合全自动低温冻融试验机、分离式霍普金森压杆（SHPB）试验系统,分析不同变量条件下冻结水泥土体的冲击力学性能及破坏规律,得出下列成果:（1）本文以四个应变率、四个温度、三个水泥掺量为变量进行了系列冻结水泥土分离式霍普金森压杆（SHPB）冲击实验,温度范围为-5℃至-20℃,应变率范围为200/s至800/s,水泥掺量为0%至10%,表明不同变量条件下试样宏观破碎程度与水泥掺量成负相关,与应变率和冻结温度成正相关,同时给出了不同变量条件下试样动态应力-应变曲线的变化规律。（2）冲击加载作用下,冻结水泥土动态应力-应变曲线呈现出应变率效应和温度效应,峰值应力和峰值应变随加载应变率的增大而增大,成正比例关系;峰值应力随冻结温度的降低逐渐增大,成反比例关系,但是最终应变会出现汇聚现象;同时峰值应力随水泥掺量的增大逐渐增大,成正比例关系,但是最终应变也会出现汇聚现象。（3）基于HJC本构模型,利用ABAQUS有限元软件进行冻结水泥土SHPB冲击实验的数值模拟,通过三维模拟应力云图再现了加载应力波在试样及杆件中的传播过程,同时给出了试样冲击荷载下的损伤演化过程分析,最重要的是,将数值模拟得到的宏观破碎图和重构的应力-应变曲线与实验所得结果进行了相似性对比分析。（4）总结了冻结水泥土SHPB能量耗散计算方法,针对冻结水泥土材料的特殊性分析其SHPB能耗构成,研究冻结温度、冲击应变率对冻结水泥土能量耗散的影响。
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