再生混凝土動態力學性能研究進展

李顯輝 于曉東

（山西建筑職業技術學院，山西 太原 030006）

1 鋼管混凝土組合結構動態力學性能研究背景

再生混凝土材料作為新型環保材料，逐步在建筑結構中大量應用，而地震、海嘯、臺風、汽車撞擊、輪船撞擊等動荷載撞擊建筑物事件時常發生，再生混凝土材料受動荷載作用后，材料自身的動態性能尤為重要，必須加強對其動態力學性能的研究，目前主要研究方法是利用霍普金森桿進行加載，測試不同應變率下不同取代率再生混凝土材料的動態力學性能。

2 鋼管混凝土組合結構動態力學性能研究現狀

國內陳肇元[1]首次進行了再生混凝土的動態抗拉和抗壓力學性能的研究，研究發現，再生混凝土在動力性能下，抗壓抗拉強度增加，抗裂荷載值增大。滕驍[2]利用75 mm 分離式霍普金森拉桿，對取代率為0%、25%、50%、75%、100%共5 組再生混凝土試塊，進行動態直接拉伸實驗，試驗研究再生混凝土的動態力學性能及破壞形態。研究結果表明：應變率增加會增加再生混凝土的抗拉強度，且試件的破壞形態與應變率有關，此試驗研究為再生混凝土的工程應用提供了理論依據。李文貴[3]對經過1%～2%的納米CaCO3或SiO2改造的再生混凝土試件進行霍普金森壓桿試驗研究。研究不同摻量、不同納米顆粒對再生混凝土高應變率下的動態強度變化、沖擊韌性、動態增長因子、峰值應變等性能的影響。研究結果表明：動態荷載下納米改造再生混凝土比未添加該顆粒的再生混凝土具有更高的強度，但當納米顆粒含量從1%增加至2%時，再生混凝土受沖擊強度均降低。納米CaCO3能更好的提高再生混凝土的變形能力和沖擊韌性。崔云璇[4]利用再生混凝土圓骨料模型，對再生混凝土動態力學性能應變率敏感性的問題進行研究，研究了應變率變化范圍在(10-5/s-10-2/s) 下,再生混凝土試件的應力—應變的變化規律。研究結果發現：隨試件應變率的增加，其峰值應力、彈性模量E 逐漸增大，基面力元法可以模擬再生混凝土的宏觀動態力學和微觀力學性能。Jian zhuang Xiao[5]對不同再生粗骨料替代率的再生骨料混凝土(RAC) 在準靜態和高應變率荷載作用下的抗壓性能進行了試驗研究。在應變速率為10～5/s 的準靜態試驗中，首先采用了剛性框架伺服液壓機進行應變率從101/s 到102/s 的沖擊試驗，然后使用了74 毫米直徑霍普金森壓力棒(SHPB) 設施。研究了應變速率對破壞形態、抗壓強度、初始彈性模量和峰值應變的影響。結果表明，隨著應變速率的增大，混凝土的抗壓強度和初始彈性模量均增大，峰值應變與應變速率的關系不明顯。Mohammad[6]通過對劈裂霍普金森壓力桿(SHPB) 的試驗研究，對不同加筋與不加筋混凝土以及不同加、不加纖維的超高壓混凝土的性能進行了綜合評述。所研究的測試參數包括基體成分、溫度條件、試樣尺寸、纖維材料和加載速率。結果表明，超高性能纖維混凝土(UHPFRC) 是抗沖擊結構中最理想的材料。

3 鋼管混凝土組合結構動態力學性能研究進展及展望

通過大量文獻研究發現，再生混凝土的動態力學性能與再生混凝土強度、粗骨料取代率等因素有關，與普通混凝土材料相比，再生混凝土材料的動態力學性能與之相似（強度一致），在低、中強度混凝土應用中，再生混凝土材料可以替代普通混凝土材料進行應用。