高强混凝土单轴动态抗压本构关系

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发布时间：2021-09-14

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高强混凝土单轴动态抗压本构关系
王艾迪，王汉迎，孙吉书，闫小敬
【1．河北工业大学土木工程学院，天津300401； 2．西安建筑科技大学土木工程学院，西安71 0055；
3．中国新兴保信建设总公司。北京100079)
【摘要】通过对高强混凝土动态抗压试验结果进行详细分析，引入应变速率因子，结合静态本构模型，建
立高强混凝土单轴动态抗压本构关系模型。并用试验所得的数据对得到的模型进行验证，结果表明文中所建模
型的准确性与科学性，为研究其它混凝土动态本构关系奠定了基础。
【关键词】高强混凝土；动态抗压；应变速率；本构关系
【中图分类号】TU528．31 【文献标识码】 B 【文章编号】 1001—6864(2013)05—0006—03
DYNAM IC UNIAXIAL COM PRESSⅣ E CoNSTITUTIVE RELATIoN
oF HIGH-STRENGTH CoNCRETE
WANG Ai．di ， WANG Han—ying ， SUN Ji．shu ， YAN Xiao-jing
(1．School of Civil Engi．，Hebei Univ．of Technology，Tianjin 300401，China；
2．Scho l of Civil Engi．，Xi’an Univ．of Architecture and Technology ，Xi’an
7 10055，China；3．China Xinxing Baoxin Construction Corpo．，Beijing 100079，China)
Abstract：This paper established the high—-strength concrete dynamic uniaxial compressive constitu··
tive relation model by fl detailed analysis of dynamic compression test results of high—strength concrete，
introduced strain rate factor，and combined with of static constitutive mode1．Th en test and verified the
model with data obtained ，the result show that the accuracy and scientific of model in this article，and
this article would laid the foundation for the study of other concrete dynam ic constitutive．
Key words：high—strength concrete；dynamic compressive；strain rate；constitutive relations
众所周知，混凝土材料具有率敏感性的特性，其
强度等特性受荷载的应变速率影响很大⋯。因此进
行混凝土结构设计时仍按静态荷载下参数来计算已
不正确，可是规范都是简单的将静态荷载作用下的相
关参数提高一定的比例来进行，《混凝土结构设计规
范》给出了混凝土在静态荷载作用下的强度和本构
关系，这对动态荷载的考虑是不成熟且不安全的。因
此，需对混凝土结构进行准确的动力分析，需进一步
研究单轴动态荷载下混凝土的本构关系。
由于非线弹性本构模型能够全面展示混凝土受
力过程中非线性变形的主要特点 j，故文中采用非线
弹性本构模型，根据高强混凝土单轴动态抗压强度、
弹性模量与应变速率的相关关系式，引入应变速率修
正系数对类似的本构模型进行修正，进而建立高强混
凝土的单轴动态抗压本构模型，并应用试验数据对修
正的本构模型进行验证。
1 混凝土抗压本构关系模型概述
本构关系是描述混凝土力学与变形特性的重要
方式，是建立多轴本构关系理论的基础。混凝土单轴
抗压本构模型是GB50010—2002(混凝土结构设计规
范》引入的基础模型，通过试验得出混凝土的单轴
抗压应力应变关系曲线，经计算得出混凝土单轴抗压
本构模型。清华大学过镇海等提出对上升段用多
项式方程、下降段用有理分式方程来表示混凝土动态
本构模型是目前国内应用最广泛的全曲线方程形式，
已被很多规范采用。但目前仍没有通用的混凝土本
构模型，只能结合工程的实际来选择合适模型。
2 混凝土单轴动态抗压本构关系模型的建立
2．1 试验原理及方法
试验采用河北理工大学结构试验室MTS液压伺
服试验机进行加载，用高速便捷式测试系统STRAIN—
BOOK采集。试件为70 rain X 70mm X 200ram 的棱柱
体，采用C60混凝土，配合比为水泥：水：细骨料：粗骨
料：减水剂=454：161：674：1165：7．8，单位为kg／m 。
水泥采用P．052．5普通硅酸盐水泥，粗骨料粒径为5
～ 20ram的碎石，细骨料为级配Ⅱ区中砂(天然河砂)，