混凝土材料動態(tài)力學(xué)性能的實(shí)驗(yàn)研究

混凝土是一種應(yīng)用極其廣泛的工程建筑材料，一些重要的混凝土建筑物有可能承受變化劇烈的沖擊載荷，需要具備抗侵徹、抗層裂的能力。因此研究混凝土材料動態(tài)力學(xué)性能具有重要實(shí)用價(jià)值和軍事背景。然而，混凝土又是種組份十分復(fù)雜的硅酸鹽復(fù)合材料，骨料尺寸大，質(zhì)地脆，均勻性差，材料內(nèi)部存在著大量微空洞和微裂縫等損傷，它們都對混凝土材料的力學(xué)性能有重要影響。研究混凝土材料的動態(tài)力學(xué)性能，涉及到材料的本構(gòu)關(guān)系，動態(tài)斷裂，損傷演化以及相關(guān)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)等方面的內(nèi)容。因此本研究工作又具有十分重要的學(xué)術(shù)意義。.本項(xiàng)目將對混凝土材料的動態(tài)力學(xué)性能開展較為系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究。試圖利用大尺寸SHPB對混凝土材料進(jìn)行沖擊壓縮試驗(yàn)，提出測量混凝土材料動態(tài)應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系的實(shí)驗(yàn)新方法；并對混凝土材料的層裂現(xiàn)象和材料內(nèi)部的損傷演化規(guī)律進(jìn)行定量的實(shí)驗(yàn)研究。 2100433B

混凝土材料動態(tài)性能研究是當(dāng)前國際學(xué)術(shù)界的一個熱點(diǎn)問題。一方面，當(dāng)前結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中對混凝土材料動態(tài)性能的規(guī)定采用非常簡化的方法，不能反映混凝土動態(tài)性能的特征；另一方面，混凝土動態(tài)性能試驗(yàn)和理論研究已經(jīng)取得了很多成果。要將這些研究成果合理地應(yīng)用于混凝土結(jié)構(gòu)的動力分析中，就必須緊密結(jié)合混凝土結(jié)構(gòu)的尺寸、環(huán)境條件和動態(tài)荷載的特點(diǎn)進(jìn)行研究。試件尺寸、環(huán)境因素以及應(yīng)力路徑對混凝土動態(tài)特性的影響成為研究的關(guān)鍵問題。本項(xiàng)目在前期研究工作的基礎(chǔ)上，探究試件尺寸與混凝土動態(tài)特性的關(guān)系；溫度、濕度環(huán)境條件對混凝土動態(tài)性能的影響；復(fù)雜應(yīng)力路徑對混凝土動態(tài)性能的影響；結(jié)合混凝土的環(huán)境因素，借助于高速攝像機(jī)和掃描電子顯微鏡研究混凝土材料的動態(tài)破壞機(jī)理。這將推動對混凝土動態(tài)力學(xué)性能及其發(fā)生機(jī)理的認(rèn)識，不僅能夠提高混凝土動態(tài)性能的理論研究水平，而且能夠推動混凝土動態(tài)特性研究成果向混凝土結(jié)構(gòu)動力分析的工程應(yīng)用轉(zhuǎn)化。 2100433B

運(yùn)用現(xiàn)代光電子技術(shù)、遠(yuǎn)距離顯微成象技術(shù)和計(jì)算機(jī)數(shù)字圖象處理技術(shù)，研究適用于微小試樣和微小結(jié)構(gòu)力學(xué)性能檢測的實(shí)驗(yàn)測試方法，建立可用于微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）結(jié)構(gòu)與材料力學(xué)性能測試的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。為MEMS結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)和MEMS材料的力學(xué)性能研究以及逐步建立MEMS結(jié)構(gòu)的靜、動態(tài)力學(xué)特性測試規(guī)范提供可靠的實(shí)驗(yàn)手段。 2100433B