玄武岩纤维活性粉末混凝土在冲击载荷下的力学行为及本构关系

作者：林长宇; 王启睿^*; 杨立云; 吴云霄; 李芹涛; 谢焕真; 汪自扬; 张飞

来源：材料导报, 2022, 36(19): 103-109.

• 分离式霍普金森压杆
• 玄武岩纤维
• 活性粉末混凝土
• 动态力学性能
• 分形维数
• 本构模型

采用直径为50 mm的分离式霍普金森压杆(Split Hopkinson pressure bar, SHPB)对玄武岩纤维(Basalt fiber, BF)体积分数为0%、0.5%、1%和1.5%的活性粉末混凝土(Reactive powder concrete, RPC)进行高速冲击压缩试验，分析BF体积分数和应变率对RPC的动态抗压强度、极限应变、冲击韧性和破坏程度的影响，建立适用于玄武岩纤维活性粉末混凝土(Basalt fiber reactive powder concrete, BF-RPC)考虑损伤的动态本构方程。结果表明：RPC具有显著的应变率效应，即对于BF体积分数相同的RPC,加载应变率从60 s-1增加到120 s-1时，其动态抗压强度、动态强度增长因子、极限应变、冲击韧性以及破碎程度逐渐增加；BF的加入改变了RPC的冲击力学性能和破坏形态，当加载应变率不变，BF体积分数从0%增加到1.5%时，RPC动态抗压强度和冲击韧性随BF体积分数的增加呈现出先增大后减小的趋势，且BF的加入能够有效抑制裂纹的产生和扩展。综合来看，BF最优体积分数为0.5%;通过对试验应力-应变曲线进行拟合可知，基于考虑损伤的动态本构模型适用于掺加BF的RPC材料。

• 单位
  建筑工程学院; 清华大学; 中国矿业大学（北京）