为 了研究冲击压缩荷载作用下绢云母石英片岩 和玄武 岩纤 维混凝土的动态抗压强度 、破坏 情况 、能量吸收的应变率效应问题 ， 采用波形整形器改进后的分离式 Hopkinson压杆 装置 ，以不 同的速度分别对 2种材料进行单轴冲击 压缩试验 。试验结果表明 ：绢云母石英 片岩和玄武岩纤维混凝土的动态抗压强度、破坏情况、能量吸收能力均有显著的应变率相关性。 关键词 ： 绢云母石英 片岩 ；玄武岩纤维混凝土 ；SHPB；应 变率 中图分类号： TU528．01 文献标志码 ： A 文章编号 ： 1002—3550(2011)08—0018—03 Comparisonofdynam iccapabilitiesofserictie-quartzschistandfiber-reinforced concreteunderuniaxialimpactcompressiveloading L1U Shi，XU Jin-yu’ ，GAO Zhi-gang‘，BAIEr-lei (1．DepartmentofAirfieldandBuildingEngineering，AirForceEngineeringUniversity，Xi’an710038，China； 2．CollegeofMechanicsandCivilArchitecture，NorthwestPolytechnicUniversity，Xi’an710072，China) Abstract： Experimentswithstrainratevaryingfrom 10tO10S-]onserictie—quartzschistandbasaltfiber-reinforcedconcrete(BFRC)underuniaxi_ alcompressiveloadingareconductedwiththemodifiedsplitHopkinsonpressurebar (SHPB)．Thedynamiccompressivestrength，fragmentnumbers andsize，andtherelationshipbetweenspecificenergyabsorptionandstrainratearealsoanalyzed．Theexperimentalresultsshow thatthedyn amiccorn— pressivestrength，thefragmentnumbersandsizean dspecificenergyabsorptionofserictie—quartzschistandBFRCarestrainratedependent． Keywords： sericite—quartzschist；basaltfiber-reinforcedconcrete(BFRC)；splithopkinsonpressurebar(SHPB)；strainrate 0 引言 1 冲击压缩试验 1914年 ，Hopkinson首 次提 出了压杆技术 ，成 为测试 瞬态脉 冲应力的第一种方法 。多年来 ，SHPB试验装置迅速发展 ，不断完 善，已经成为测试多种材料：金属、陶瓷 、岩石㈣、混凝土[31、复合材 料、聚合物和泡沫材料等，在高应变率下力学响应的一种可靠的试 验手段。目前广泛应用的装置是由H．Kolsky~于 1949年提出的分 离式 Hopkinson压 杆 (splitHopkinsonpressurebar，SHPB)装置 (如图 1所示)，该技术的理论基础是一维应力波理论 ，它通过测定 压杆上 的应变来推导试样材料 的应力应变关系 ，是研究材料动态 力学性能最基本 的试验方法之一 。本试验采用 圆形 T2紫铜片作 为波形整形器材料，分别对绢云母石英片岩和配制基体强度为C50， 纤维体积掺量为 0．1％的玄武岩纤维混凝土制成的试件进行单轴 冲击压缩试验。试验结果表明，在中到高应变率下，这两种材料的 极限强度 、破坏程度 以及能量 吸收均表现 出显著的应变率相关 l生。 发射 杆件 加 装置 速 管 输入 杆 试件 吸 收杆 图 1 (I)100mmSHPB装置主体设备示意图 收稿 日期 ：201l-o2_o8 基 金项 目：国家 自然科学基金资助项 目(51078350) · l8 · 通过分析体积掺量 为 0、0．1％、0．2％、0_3％的玄武岩纤 维混 凝土 的静 、动态力学性 能 ，得 出在体积掺量为 0．1％附 近存 在一 个最优值 ，使玄武岩纤维对混凝土的增强 、增韧效应最明显 】。 本试验中选取体积掺量为 0．1％的玄武岩纤维混凝土与绢云母 石英片岩进行冲击荷载作用下动态压缩性能的对比。岩石的矿 物为绢 云母石英 片岩 ，成分为绢云母：板钛矿 ：绿泥石：斜长石 ：钾 长石 ：石英：未检出 =12：3：3：19：5：56：2。玄武岩纤维 混凝土纤维体 积掺量为 0．1％。配合 比为玄武岩纤维 ：水 泥：粉煤 灰：砂：碎石：水 ： FDN=2．65：300：100：518．26：1368．13：144：3。 SHPB试验结果 的可靠 陛关键取决于试验过程中的恒应变率 加载问题。只有尽可能地保证在试件破坏前的绝大多数时间内保 持近似恒应变率加载，这是提高试验有效『生的根本途径。这入射波 整形技术最初用来过滤加载波 中由于直接碰撞而引起的高频分 量，从而减小波传播过程中的弥散效应。通过在撞击杆前端的中心 位置粘贴一个 由低屈 服强度材料制 成的小 薄片 ，当受 到子弹强 烈 冲击时，其发生较大变形 ，吸收一部分能量 ，将原来陡峭上升 的 脉冲波修正成上升过程较为平缓的波形 ，增加了入射波的上升 时间旧。试验是在空军工程大学工程学院 100mmSHPB装置 上进行 ，采用 500ITlm长的高强度合金射弹，子弹有效加载长度 为 1．5m，压杆的直径为 100nlln，输入杆 、输出杆和吸收杆的长

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