高含量混杂钢纤维高强混凝土抗侵彻性能试验研究

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发布时间：2021-09-14

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高含量混杂钢纤维高强混凝土抗侵彻性能试验研究
胡瑞，汪剑辉’，王天运，颜海春。林大路。季新年z
(1．总参工程兵科研三所，河南洛阳471023；2．解放军理工大学，江苏南京210007)
摘要：采用+30火炮发射半穿甲模型弹，对体积含量3％、4％及5％的高含量混杂纤维高强混凝土靶板进行了抗侵彻性能试
验研究，分析了高含量混杂钢纤维对靶板侵彻性能的影响。混杂钢纤维可以明显提高靶板的抗侵彻性能，钢纤维含量越高，提高
的幅度越大；随着混杂钢纤维含量的增加，靶板的垂直侵彻深度和弹坑深度呈线性趋势减小，靶板的弹坑面积呈对数趋势降低。
关键词：高含量；混杂钢纤维；抗侵彻性能；侵彻深度；试验
中图分类号： TU528．041 文献标志码： A 文章编号： 1002—3550(2013)10—0101—03
Experimental research on anti—penetration performance of high volume fraction
hybrid steel fiber high strength reinforced concrete
HURui’，WANG Jianhui ，WANG Tianyun ，YAN Haichun2,LIN Dalu ，JIXinnian
(1．The Third Engineer Scientific Research Institute ofthe Headquarters ofthe General Staf，Luoyang 471023，China；
2．PLA University ofScience and Technology，Nanjing 210007，China)
Abstract： Experimental research on anti—penetration performance of high volume fraction hybrid steel fiber reinforced concrete target，
which steel fiber volume fraction is 3％，4％and 5％，was carried out by+30 cannon with semi—armor—piercing．Influence of hi曲volum e
fraction hybrid steel fiber on anti·penetration performan ce of the target was analyzed．Anti—penetr~ion performan ce of the target is
obviously improved，the higher steel fiber volum e fraction is，the larger anti—pene~ ion perform ance will be．Vertical penetration depth and
craterdepth ofthetargetislinearlydecreased，and craterareaisdecreasedlogarithmicallywith theincrease ofsteelfibervolum efraction．
Key w ords： high volum e fraction；hybrid steel fiber；anti-penetrationperform ance；penetration depth；experiment
0 引言 1 试验概况
现代战争条件下，武器命中精度越来越高，侵彻能力
越来越强，爆炸破坏效应越来越大，对指挥防护工程、地下
指挥控制中心和其他坚固地下目标构成了极大的威胁_l_。
射弹侵彻混凝土作为冲击动力学问题，具有载荷强度高，
作用时间短的特点，是区别于一般力学现象的重要特征。
射弹着靶时在撞击形成弹坑阶段产生很强的应力波，随着
弹体的侵入，弹头周围高应力区产生的应力波在弹头前面
传播，当压缩波超过混凝土靶板最大抗压强度时，形成一
定半径范围的粉碎区和破裂区。此后弹体在被应力波破坏
或劣化的材料中侵入，当弹体全长侵入靶体后，粉碎了的
材料绕弹体向后运动进人弹体后部留下的空间。高含量钢
纤维混凝土具有良好的抗侵彻性能和抗爆炸性能，可显著
提高防护工程的抗侵彻能力和结构的抗力[2-61。但是，由于
目前国内对其动力性能和抗爆性能的应用研究不够深入，
加之一次性投入较大，限制了钢纤维混凝土在防护工程中
的应用和推广，开展此项研究可为防护工程抗常规武器侵
彻爆炸设计与加固改造提供必要的依据，具有十分重要的
军事意义。
收稿日期：2O13_04_21
1．1 试验原材料
(1)水泥：洛阳中合祥水泥厂“香山牌’，P·0 42．5R级水泥。
(2)集料：伊河中粗砂，龙门东山破碎石灰石。
(3)掺合料：I级粉煤灰、硅灰。
(4)外加剂：水利水电科学院研制的“科利海”牌高浓
型SK．2复合型高效缓凝型减水剂。
(5)钢纤维：赣州大业金属纤维有限公司3种不同型
号的切断型钢纤维。
1．2 试验靶板
试验靶板的基体混凝土强度等级为C80，混杂纤维高含
量混凝土靶板尺寸：长×宽X高=400mmx400mmx2001TUTI，基
体混凝土靶板尺寸：长X宽×高=800 mm~800 mmx400 mm。
混凝土靶板配合比见表1，混凝土靶板参数见表2。
1．3 试验设备
(1)发射装置。采用630 mm 口径火炮作为室内模型
试验发射装置，如图1，其工作原理是借助火药室内的高压
气体膨胀对弹体做功，选择适当的药量，从而获得不同的
弹速。弹速一般控制在50～1 000 m／s。